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武漢理工大學(xué)黃毅勇教授課題組在精準有機合成領(lǐng)域取得系列重要進展

來源:武漢理工大學(xué)      2019-11-27
導(dǎo)讀:Angew. 武漢理工大學(xué)化學(xué)化工與生命科學(xué)學(xué)院黃毅勇教授課題組致力于手性含氟雜環(huán)化合物的催化不對稱合成方法學(xué)研究,針對含三氟甲基多取代四氫吡咯化合物的重要性和合成難題,巧妙設(shè)計合成了一類新型含三氟甲基不飽和砜化合物,在完成與硝酮的催化不對稱1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)之后(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 1510–1514),繼續(xù)將其應(yīng)用于甲亞胺葉立德的1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)中。

采用商業(yè)易得(S)-tol-BINAP/Cu(OAc)2配合物作為催化劑,含不同取代基的亞胺酸酯及含氟烷基不飽和砜都可以在此類反應(yīng)中得到應(yīng)用。最終,以最高97%產(chǎn)率,大于99:1的非對映選擇性比例(exo:endo)和98:2的對映選擇性比例得到多種含氟烷基手性四氫吡咯化合物。該反應(yīng)可以擴大至克級反應(yīng)規(guī)模,催化劑用量可以降低至0.5 mol%。尤其重要的是,exo型催化產(chǎn)物經(jīng)DBU簡單處理后可得到其差向異構(gòu)體(exo’),實現(xiàn)了非對映發(fā)散式合成。該課題組還進一步與我校材料科學(xué)與工程國際化示范學(xué)院趙焱教授合作,通過密度泛函理論(DFT)和非共價鍵相互作用(NCI)計算方法,對此反應(yīng)的反應(yīng)歷程和優(yōu)勢立體選擇性誘導(dǎo)機制進行了解釋,并提出了可能的反應(yīng)機理。論文發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16637–16643; IF:12.102》,第一作者為博士研究生程豐,黃毅勇教授為第一通訊作者,材料科學(xué)與工程國際化示范學(xué)院趙焱教授完成了理論計算部分,為共同通訊作者。


黃毅勇教授課題組還基于目前亞胺與聯(lián)烯之間的親核性催化反應(yīng)體系只涉及兩性離子反應(yīng)中間體的研究現(xiàn)狀,突破現(xiàn)有反應(yīng)模式,創(chuàng)新性的提出用噁唑烷酮衍生的聯(lián)烯酰亞胺代替聯(lián)烯基酯,在叔膦催化劑作用下生成手性雙親電性中間體,最終實現(xiàn)首例聯(lián)烯與亞胺、烯胺和酰胺之間的[4 + 1]環(huán)加成反應(yīng),分別構(gòu)建了全取代烯胺酮、含全碳手性中心的β-酮亞胺及γ-內(nèi)酰胺等重要骨架分子,將為發(fā)展一系列聯(lián)烯酰亞胺與不同類型雙親核試劑的不對稱[4 + n]環(huán)加成反應(yīng)及一些天然產(chǎn)物的簡潔合成奠定重要基礎(chǔ)。論文同樣發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Angew. Chem. Int. Ed. 2019, ASAP, DOI: 10.1002/anie.201912263》,第一作者為碩士研究生曹澤混,黃毅勇教授為唯一通訊作者。


此外,該課題組還應(yīng)邀在ELSEVIER數(shù)據(jù)庫期刊Coordination Chemistry Reviews發(fā)表了題為“Recent advances on transition-metal-catalyzed asymmetric tandem reactions with organoboron reagents”的綜述論文(Coordin. Chem. Rev. 2019, 392, 35–48;IF: 13.83)。該論文從有機硼化合物的性質(zhì)和活化模式,結(jié)合不對稱催化和串聯(lián)反應(yīng)策略實現(xiàn)復(fù)雜手性化合物的構(gòu)建,對近幾年研究進展進行了系統(tǒng)介紹,并對其發(fā)展趨勢作了展望。論文第一作者為已畢業(yè)博士楊星(現(xiàn)為新加坡南洋理工大學(xué)博士后研究員),黃毅勇教授為唯一通訊作者。

以上工作武漢理工大學(xué)都為第一或唯一通訊單位,得到了國家自然科學(xué)基金面上項目(21573169, 21772151),湖北省自然科學(xué)杰出青年基金(2018CFA084)和武漢理工大學(xué)等的經(jīng)費資助。


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