上海有机所“时间调控手性反转”研究工作入选2020年度C&EN三项轰动性合成工作之一

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上海有机所“时间调控手性反转”研究工作入选2020年度C&EN三项轰动性合成工作之一

(来源:中国科学院上海有机化学研究所

制备手性分子的一对对映体对于药物化学和材料科学具有重要意义。一般情况下,手性合成反应中可以通过改变手性源(如手性催化剂)的构型来获取产物的不同对映体。然而,自然界中一些手性源分子仅以单一对映体形式存在,使得难以通过这类手性源分子主导调控的手性合成反应制备不同构型的目标产物。

中国科学院上海有机化学研究所游书力研究团队在研究铱催化的不对称烯丙基取代反应时,首次发现了一种独特的“时间调控手性反转”现象:使用一个构型的手性催化剂,仅通过调节反应时长可以高对映选择性地获得产物的一对对映异构体,该成果于2020年6月29日在国际期刊Nature Chemistry在线发表。近日,该成果被美国《化学与化工新闻》(Chemical & Engineering News)评选为2020年度三项轰动性(sensational)合成工作之一,这是2019年以来上海有机所的工作连续两次入选。 

“时间调控手性反转”是手性合成中的新发现,不仅丰富了手性催化反应的内涵,更为手性分子合成提供了新的途径。深入的机理研究表明在该反应条件下存在手性铱催化剂对烯丙基碳酸酯和烯丙基胺的两种动力学拆分作用。当两个动力学拆分体系的反应速率彼此匹配时,即可在不同的反应时长观察到构型相反的烯丙基胺对映异构体的富集。打一个比方,时间调控手性反转现象可以看成一场龟兔赛跑。生成(S)构型产物的过程就像速度很快的兔子,虽然可以在很短的时间接近终点,但是不愿在终点停留,从另一条岔路离开了。生成(R)构型产物的过程就像一只乌龟,虽然速度很慢,但是一直不放弃,因而总能在较长的时间到达终点。 

  上述研究工作得到了中国科学院先导B类专项“结构与功能导向的新物质创制”、分子合成科学卓越创新中心、科技部、基金委、上海市科委、腾讯基金会等的大力支持。

上海有机所“时间调控手性反转”研究工作入选2020年度C&EN三项轰动性合成工作之一

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