郑州大学梅光建团队Nat. Commun.：利用新型双功能胺化试剂偶氮脲实现对映选择性、区域发散性的非对称邻二胺化反应

学术 2024-12-01 10:56 广东

非对称邻二胺衍生物常见于药物和生物活性分子中。然而，在非对称邻二胺衍生物的构建过程中选择性引入两种不同的胺仍然是一个挑战。近日，郑州大学梅光建课题组报道了新型双功能胺化试剂偶氮脲（azocarboxamides , ACAs），并利用不同氮源部分反应性的区别实现对多种富电子碳碳双键的有序双胺化，构建出多种手性的非对称邻二胺衍生物。相关成果在线发表于Nat. Commun. 2024, 15, 10225. doi：10.1038/s41467-024-54598-z）。

手性邻二胺衍生物具有广泛的用途，其合成已有多例报道，包括不对称氢化、不对称还原胺化、二醇的双胺化等。在众多研究策略中，碳碳双键的催化不对称邻二胺化反应是制备手性邻二胺衍生物的最直接方法之一，但是已报道反应只能在烯烃两端安装两个相同的胺基，即构建对称型的邻二胺衍生物，且此类反应通常局限于过渡金属催化或使用化学计量的氧化剂。从合成的角度来看，手性的非对称邻二胺更有吸引力，因其含有两个不同的胺基，它们中的任何一个都很容易在后期转化中进行正交合成与衍生。

最近，Glorius和Yang报道了新型双功能氮自由基前体，并实现了区域选择性的非对称邻二胺化反应（外消旋）。受此启发，作者设想开发双功能胺化试剂，从而构建非对称邻二胺衍生物。一个成功的双功能胺化试剂应该有两个化学上不同的“N”部分，并具有明确的反应活性，而且还需要一个双功能连接臂来保证化学稳定性。作者利用亲电性氮源与亲核性氮源的分子杂交策略，设计并合成出新型双功能胺化试剂偶氮脲（ACAs）。作者设想利用不同氮源部分反应性的区别实现对富电子碳碳双键的有序的双胺化，希望构建出手性的非对称邻二胺衍生物。ACAs的偶氮部分中有两个亲电位点(N1和N2)，区域选择性可能会成为一个问题，而且由于酰胺（N3）的亲核性较低，羰基氧也可能作为亲核位点参与环化过程的竞争。

图1. 催化不对称非对称双胺化反应（图片来源：Nat. Commun.）

在此，梅光建课题组报道了新型双功能胺化试剂偶氮脲（ACAs）与三种富电子碳碳双键底物（吲哚、吲哚烯烃、吖内酯）的对映选择性、区域发散性的非对称邻二胺化反应。该反应以良好收率和优异的对映选择性制备了各种手性的非对称邻二胺杂环化合物，包括手性三嗪吲哚啉、咪唑烷酮和乙内酰脲 (up to 111 examples)。此外，作者在DFT的指导下，换用路易斯酸催化能够逆转吲哚的邻二胺化去芳构化反应的区域选择性（图1）。该技术为多氮杂环化合物的的合成提供了一个前景广阔的平台。

总结

郑州大学梅光建课题组开发出新型双功能胺化试剂偶氮（azocarboxamides , ACAs），并利用不同氮源部分反应性的区别实现对多种富电子碳碳双键的有序双胺化，构建出多种手性的非对称邻二胺衍生物(up to 111 examples)。此外，通过密度泛函理论（DFT）计算揭示了反应机理以及化学选择性和对映选择性的起源。在理论计算的指导下，换用路易斯酸催化能够逆转吲哚的邻二胺化去芳构化反应的区域选择性。该团队对双功能胺化试剂偶氮脲正在进行深入的研究，并且将在适当的时候进行更多的报道。

该工作近期发表在国际化学领域知名期刊《自然-通讯》（Nat. Commun.）上。郑州大学博士研究生符运栋、硕士生研究生张晗和李贝贝为共同第一作者，郑州大学化学学院梅光建教授、魏东辉教授（计算）、黄利华教授（生物活性）为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南省高校重点科研项目应用研究计划的大力资助。

梅光建教授简介

2007年至2011年，郑州大学，学士学位；2011年至2016年，北京大学，博士学位（导师：李闯创/杨震教授）；2016年至2020年，江苏师范大学，副教授（石枫教授团队）；2018年至2021年，新加坡国立大学，博士后（合作导师：卢一新教授）；2021年5月至今，郑州大学化学学院；2023年3月，晋升教授。

研究方向：功能手性多氮杂分子的不对称催化合成及应用。以第一或通讯作者在国际知名SCI刊物Chem. Soc. Rev. (1); Chem (2); Nat. Commun. (3); Angew. Chem. Int. Ed. (6); Adv. Sci. (1); JACS Au (1) 等发表学术论文70余篇，h-index 36；现任Green Synthesis and Catalysis、Chinese Chemical Letters、Organic Chemistry Frontiers、《有机化学》青年编委，2024年获得国际学术奖Thieme Chemistry Journals Award。

详见课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/mei_guangjian

文献详情：

Azocarboxamide-enabled enantioselective regiodivergent unsymmetrical 1,2-diaminations.

Yun-Dong Fu, Han Zhang, Bei-Bei Li, Lihua Huang, Xiao Xiao, Min-Can Wang, Donghui Wei & Guang-Jian Mei

Nat. Commun. 2024

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54598-z

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http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwODA5MjQ3Ng==&mid=2653293990&idx=1&sn=f3a174c81f2e7e217131dc39cc432255

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