1．設(shè)計類酶工作原理C-H鍵活化催化劑，具體為Ir金屬和手性膦配體、手性脲-吡啶配體組成。2．對羰基官能團物種γ-位點上的C-H鍵選擇性構(gòu)建手性C-B鍵。3. 反應(yīng)的條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，手性選擇性好。脂肪酸是自然界中基礎(chǔ)和廣泛存在的化合物和化學品，通過金屬催化劑對飽和C(sp3)-H化學鍵能夠直接獲得大量高附加值的產(chǎn)品。目前通過金屬螯合策略能夠通過形成5元/6元金屬環(huán)中間體對β-C(sp3)-H、γ-C(sp3)-H化學鍵進行活化。但是，現(xiàn)有的γ-C(sp3)-H活化反應(yīng)中通常只能對端基CH3活化，對非端基位點-CH2-型γ-C(sp3)-H化學鍵仍沒有合適的反應(yīng)方法。圖1. 脂肪酸上不同位點C-H鍵活化反應(yīng)示意圖
探索對羰基化合物中γ位點C-H鍵活化的普適、高效方法。在C-H化學鍵功能團化反應(yīng)中，位點選擇性、立體結(jié)構(gòu)控制仍具有較大挑戰(zhàn)，特別是在合成鏈狀脂肪飽和碳氫化合物分子中。有鑒于此，北海道大學Masaya Sawamura等報道了對二級/三級脂肪基酰胺、酯分子的羰基γ-位C-H鍵進行選擇性活化反應(yīng)，該合成策略中通過一種手性Ir催化劑進行，該催化劑與單個亞磷酸配體、手性脲-吡啶受體配體配位，并且和頻那醇硼烷配位，人工構(gòu)成類酶結(jié)構(gòu)催化反應(yīng)中心，控制反應(yīng)位點和手性選擇性。量子化學計算結(jié)果顯示，該催化劑具有一種類酶空腔結(jié)構(gòu)，能夠通過多重非共價相互作用與底物結(jié)合。該合成策略能夠?qū)崿F(xiàn)合成大量對映結(jié)構(gòu)γ-硼基羧酸衍分子。反應(yīng)優(yōu)化。如圖2所示，將N,N-雙芐基己酰胺（1a）、等比例量的B2Pin2作為反應(yīng)物，加入0.75倍量的2,6-二甲基吡啶作為添加劑。加入1.5 mol % [Ir(OMe(cod)2]2、3 mol %配體(R, R)手性結(jié)構(gòu)的單亞磷酸配體L*、3.3 mol %手性脲-吡啶受體配體（RL）組成催化體系。在甲苯/環(huán)戊基甲基醚（1:1）混合溶劑和25 ℃中進行反應(yīng)，在48 h中實現(xiàn)了將原料以達到99 %的產(chǎn)率和＞99.9 %e.e.選擇性得到γ-位點修飾BPin的產(chǎn)物（2a）。隨后將γ-位點修飾BPin的手性產(chǎn)物進一步通過NaBO3·4H2O在THF/H2O(1:1)混合溶劑中于室溫條件氧化反應(yīng)3 h，得到γ-位點修飾OH的產(chǎn)物（3a）。要點2. 類酶催化位點設(shè)計、催化反應(yīng)機理
