过渡金属催化的不对称亚硝基转移为获得多种生物活性含N化合物作为单一对映体提供了强有力的手段。
然而,允许无保护的对映体富集胺的简明组装的对映体选择性NH转移仍然是一个持久的挑战。
2025年2月8日,南开大学王飞研究员和天津大学党延峰教授团队在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Iron-catalysed stereoselective NH transfer enables dynamic kinetic resolution of sulfoxides》的研究论文,Fang-Xu Fan和Hui Xu为论文共同第一作者,王飞研究员和党延峰教授为论文共同通讯作者。
王飞,南开大学研究员,国家“四青”人才。2011年在青岛科技大学获学士学位,2016年在中国科学院上海有机所获博士学位,师从刘国生研究员,2016-2017年在中国科学院上海有机所担任研究助理,2017-2020年在美国威斯康星大学麦迪逊分校从事博士后研究。
王飞研究员的研究方向主要围绕有机合成方法学,包括自由基化学和不对称催化。
党延峰,天津大学教授,博士生导师。2010年在河南大学获学士学位,2015年在中国科学院大学获博士学位。
党延峰教授主要从事有机反应和有机金属均相催化反应的分子机制研究,以及新型过渡金属催化反应的理性优化设计及合成研究。
在本文中,作者报道了一种铁(Fe)催化的亚砜立体选择性NH-酰化反应,该反应与亚砜的光催化外消旋相结合,实现了一种动态动力学分析(DKR)方法,用于直接和不对称合成亚砜亚胺。
该方法与现有方法不同,避免了保护基团操作或使用手性底物。
对NH-酰化反应的计算研究表明,在铁胺基中间体的参与下,其与亚砜的反应通过亚砜在氮中心的同步亲核加成和配体到金属的单电子转移过程中形成N-S键。
此外,立体选择性主要是由过渡态分散相互作用的差异决定的。
图1:过渡金属催化的亚硝基转移和动态动力学分析用于不对称合成NH-亚砜亚胺
图2:反应发展和拟反应途径
图3:基材范围和产品多样化
图4:提出的反应方法和初步机理研究
图5:计算研究
综上,作者报道了一种继电催化下亚砜的DKR,用于不对称NH-亚砜合成,包括铁催化基于iQuinox配体的立体选择性NH转移,以及手性亚砜外消旋的光氧化还原催化。
该反应为直接合成手性NH-亚砜亚胺提供了一种新的催化模式,避免了保护基团操作和/或使用手性底物。
机理研究表明,当铁胺基自由基作为中间体时,N-S键是通过亚砜在氮中心的同步亲核加成和配体到金属的单电子转移过程形成的。
此外,利用富土Fe催化剂进行立体选择性氢转移的可行性,为其他不对称氢转移反应的发展奠定了基础。
手性亚砜光催化外消旋及其催化立体选择转化的成功结合,也将对亚砜其他DKR转化的发现产生重要影响。
Fan, FX., Xu, H., Tang, SX. et al. Iron-catalysed stereoselective NH transfer enables dynamic kinetic resolution of sulfoxides. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56860-4.