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清华大学罗三中团队最新Science

化学君 iNature 2023-01-10


iNature


α-支链醛的催化去外消旋是构建对映体纯 α-叔羰基化合物的直接策略,这对药物应用至关重要。 2022年2月24日,清华大学罗三中团队在Science 在线发表题为“Deracemization through photochemical E/Z isomerization of enamines”的研究论文,该研究报告了一种光化学 E/Z 异构化策略,通过使用简单的氨基催化剂和容易获得的光敏剂来脱消 α-支链醛。 多种外消旋α-支链醛可以直接转化为任一对映异构体,具有高选择性。快速光动力 E/Z 异构化和高度立体定向的亚胺/烯胺互变异构是对映富集的两个关键因素。本研究提出了一种独特的光化学 E/Z 异构化策略,用于外部调节烯胺催化。


羰基转化是教科书上的化学反应,对它们进行不对称催化可以提供对映体纯的产品,这对制药应用至关重要 。这些方法中的大多数都涉及以烯醇(酸酯)或烯胺基过程为特征的立体 C-C/C-X 键形成,其中在键形成过程中中间体的几何形状和相关的面部选择性决定了立体选择性。在对映纯 α-叔羰基化合物的构建中,催化去外消旋可以说是最经济的策略。然而,尽管在更普遍地引导立体羰基反应方面取得了巨大进展,但这种转化仍然难以捉摸。
挑战是三重的。首先,去外消旋本质上是具有负熵变化的。此外,根据微观可逆性原理,对于给定的手性催化剂循环,后向和前向路径是相同的。因此,如果没有外源化学或物理输入,就无法调整起始材料的对映体富集程度。光吸收可以提供必要的外部扰动以克服热力学和动力学限制。因此,发现光介导的能量转移和电子转移可与手性催化剂有效协同工作,分别促进丙二烯或环状脲的对映选择性去外消旋。最后的挑战是 α-叔羰基很容易通过不希望的替代途径消旋,这给催化去消旋策略增加了潜在限制。
去外消旋策略(图源自Science
考虑到这些挑战,该研究报告了一种光化学 E/Z 异构化策略,通过使用简单的氨基催化剂和现成的光敏剂来脱消外消旋 α-支链醛。发现光异构化会扰乱原位生成的烯胺中间体的 E/Z 分布。某些构型(E 或 Z)的烯胺可以由相应的对映体纯醛与手性伯胺催化剂立体有择地形成,使得高度对映选择性的去外消旋化过程成为可能。
多种外消旋α-支链醛可以直接转化为任一对映异构体,具有高选择性。 快速光动力 E/Z 异构化和高度立体定向的亚胺/烯胺互变异构是对映富集的两个关键因素。 总之,本研究提出了一种独特的光化学 E/Z 异构化策略,用于外部调节烯胺催化。

参考消息:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl4922


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