取代的[2.2]对环蕃(PCP)结构在不对称催化中通常作为手性配体或催化剂被广泛应用,然而精准构建结构较刚性的[2.2]对环番手性骨架面临着重大研究挑战。目前这类手性分子很大程度上仍然依赖于手性色谱分离或拆分方法来制备,其催化不对称合成例子很少,因此发展高效合成取代的[2.2]对环蕃功能分子的新催化体系和新方法具有重要科学意义和应用潜力。
近日,我院王天利教授团队通过合理设计并开发了一类新型的手性肽-膦亚胺(PIMPs)超强碱催化剂,利用该有机强碱催化剂的协同作用,实现了不对称Pudovik加成反应和氧化反应的复杂串联过程,分别以去对称化和动力学拆分方式高效高选择性合成了一系列取代的[2.2]对环蕃分子(图1)。
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图1手性肽-膦亚胺(PIMPs)催化合成含磷平面手性[2.2]对环蕃分子
该反应通过去对称化或动力学拆分方式,以优秀的产率和对映选择性获得了系列重要的手性环蕃化合物,为精准构筑多取代[2.2]对环蕃骨架及其类似物提供了新方案。作者进行了详细的机理研究,通过分步对照实验、催化剂控制实验等详细机理研究,证实了该催化体系的多重氢键协同、强碱性催化位点、以及肽链手性空腔效应等因素对于活化氧磷底物并确保催化过程中的高效立体控制至关重要,这突显了该催化剂创新设计的重要性。
该研究以“Desymmetrization/Kinetic Resolution of Planar Chiral [2.2]Paracyclophanes by Bioinspired Peptide-Iminophosphorane Catalysis”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed.。四川大学为第一单位,化学学院王天利教授为本文第一通讯作者,四川大学2024级博士研究生伍正东和2020级博士毕业生方思强为论文的第一作者。感谢国家自然科学基金委、北京分子科学中心、四川省自然科学基金以及四川大学等的经费支持;同时感谢化学学院测试平台李静老师、邓冬艳老师、以及阳萌老师等在化合物表征方面提供的帮助。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202423702