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【科研新进展】(482)化药学院谢卫青教授课题组应用手性镍催化实现连续季碳中心立体发散构筑

近日,化学与药学院谢卫青教授在不对称催化立体发散构筑连续季碳中心的研究方面取得新进展,相关成果在线发表在ACS Catalysis上。化学与药学院2020级博士研究生霍继友、旱区作物逆境生物学国家重点实验室李秀环博士和2020级硕士研究生陈乾虎为本论文共同第一作者。闫嘉航博士、万晓龙研究员(上海有机化学研究所)和谢卫青教授为共同通讯作者。

本文报道了手性Ni(II)催化烯丙基锡烷与3-溴代氧化吲哚现场形成的吲哚-2-酮不对称共轭加成反应。通过手性催化剂与烯丙基锡烷选择性组合,首次实现连续季碳中心 (CQCCs) 的立体发散性合成。

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图1 具有连续季碳中心的代表性吲哚生物碱

连续手性中心的绝对构型对天然产物及药物分子生理活性具重要影响,其立体专一性构建是天然产物及手性药物合成中的关键科学问题。立体发散催化越来越受到合成化学家们的关注,这是由于它为连续手性中心的立体专一性构建提供了高效合成工具,但立体发散催化难以实现连续四取代手性中心的构建。天然产物中连续季碳中心 (CQCCs) 的存在极大地增加了分子结构的复杂性、多样性,并且由于构象限制作用增强,它对活性分子的生物学特性产生影响。由于取代基之间强烈的空间斥力,使得连续季碳中心的立体选择性构建面临着巨大的挑战。虽然文献上已经开发了许多方法和策略来构筑这一骨架,但它们往往只能用于合成特定的非对映异构体,通过不对称催化实现其立体发散性构建还未见报道。

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图2 手性镍催化连续季碳中心立体发散性合成

谢卫青教授课题组长期聚焦于具有连续季碳中心的天然产物合成,发展了氧化重排反应立体专一性构建连续季碳中心方法(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 350)及不对称催化构建连续手性季碳中心的方法(Org. Chem. Front., 2021, 8, 3255; Tetrahedron Lett., 2023, 114, 154261),并完成了多个具有连续季碳中心的倍半萜及吲哚生物碱合成。最近谢卫青教授课题组基于吲哚-2-酮的不对称异戊烯基化反应(Org. Lett. 2023, 25, 6949),开发了手性镍催化三取代烯丙基锡烷与吲哚-2-酮的不对称烯丙基烷基化反应,以良好的收率、高非对映选择性和对映选择性合成具有连续季碳中心氧化吲哚骨架(图2)。通过手性催化剂与烯丙基锡烷的选择性组合,可以立体专一性合成连续季碳中心的所有四个立体异构体,为该类骨架的精准合成提供了通用方法。

该研究工作得到了国家自然科学基金和学校的资助。

相关论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c02730

编辑:王学锋

终审:徐海