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第一作者：王锦辉，王盛淳，卫智虹
通讯作者：何林，雷爱文
通讯单位：中国科学院兰州化学物理研究所，武汉大学
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0149
摘要
本研究提出了一种新颖的策略，通过同时识别不同胺类化合物的氧化羰基化反应，实现了非对称脲的高选择性合成。非对称脲是许多药物和生物活性分子的关键组成部分。传统的合成方法难以区分不同的胺类化合物，导致对称脲的生成。本研究利用铜催化剂选择性氧化二级胺为自由基物种，而钴催化剂则通过空间控制的亲核羰基化反应与一级胺反应生成钴酰胺。通过协同催化，实现了非对称脲的高选择性合成，并通过41个生物活性化合物和6种药物的修饰展示了该方法的应用潜力。
研究成果
中国科学院兰州化学物理研究所何林/武汉大学雷爱文在《Science》上发表了题为“Synchronous recognition of amines in oxidative carbonylation toward unsymmetrical ureas”的论文，研究团队开发了一种“同时识别”策略，利用自由基和亲核性激活的差异来区分二级和一级胺。铜催化剂优先氧化二级胺生成自由基中间体，而钴催化剂则通过亲核羰基化过程与一级胺反应生成钴酰胺。通过这种双金属协同催化策略，成功实现了非对称脲的合成，具有显著的选择性。
论文亮点
1.提出了一种新颖的非对称脲合成策略，通过铜和钴双金属协同催化实现高选择性合成。
2.利用铜催化剂的氧化活性和钴催化剂的亲核性，实现了二级胺和一级胺的同时识别。
3.该方法成功应用于41个生物活性化合物和6种药物的非对称脲衍生物的合成。
4.通过实验和理论计算，深入理解了胺类化合物的氧化和羰基化反应机制。
图文导读
图1：展示了非对称脲在药物中的应用，以及传统的合成策略与本研究提出的同步识别策略的对比。
图2：通过快速扫描X射线吸收精细结构（XAFS）光谱和电子顺磁共振（EPR）实验，揭示了铜催化剂对二级胺的选择性氧化和钴催化剂对一级胺的选择性羰基化。
图3：展示了非对称脲合成的底物范围，包括不同官能团的兼容性和复杂药物分子的合成。
图4：进一步展示了该方法在药物和天然产物中的应用，成功合成了一系列复杂的非对称脲衍生物。
结论
本研究开发的非对称脲合成方法不仅提高了合成选择性，还减少了药物合成过程中的步骤和废物生成，为化学合成领域提供了一种新的高效策略。通过深入理解胺类化合物的反应性质，实现了对不同胺类化合物的精准控制，为未来非对称脲的合成和应用提供了新的思路。
作者简介
何林，研究员，中国科学院兰州化学物理研究所研究员，博士生导师，主要研究方向集中在均多相催化体系创制用于C1资源高值化方面，目前在Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.，Green Chem.及Chem. Eur. J.等期刊发表通讯作者或第一作者（含共通与共一）论文20余篇。
雷爱文，武汉大学化学与分子科学学院教授，博士生导师；担任(曾任)中国化学会催化委员会均相催化专业委员会副主任委员、中国化学会有机化学学科委员会委员，中国化学会物理有机化学专业委员会委员，Chemical Reviews、Chem、ACS Catalysis顾问编委、Chemistry-An Asian Journal、Chinese Chemical Letters编委。
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