廈門大學(xué)葉龍武教授課題組在基于炔烴的手性有機(jī)酸催化研究方面取得突破進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Asymmetric dearomatization catalyzed by chiral Br?nsted acids viaactivation of ynamides”發(fā)表于《自然·化學(xué)》（Nature Chemistry, 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00778-z）。10月13日，國家自然科學(xué)基金委“基金要聞—資助成果”報(bào)道了這一研究成果。
近日，2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了德國化學(xué)家本杰明·利斯特（Benjamin List），以及美國化學(xué)家大衛(wèi)-W.C.麥克米倫（David W. C. MacMillan），表彰他們在不對稱有機(jī)催化發(fā)展中的貢獻(xiàn)。以手性磷酸（CPA）為代表的手性Br?nsted酸（BA）催化可以說是近年來不對稱有機(jī)催化領(lǐng)域最為活躍的研究方向，但以往的文獻(xiàn)報(bào)道所實(shí)現(xiàn)的該類不對稱催化主要是基于含碳-雜原子雙鍵（如羰基或亞胺等）底物。其主要原因在于該類底物可被手性質(zhì)子酸活化生成穩(wěn)定的含氫鍵中間體，這類具有較高剛性的中間體有利于對映選擇性的控制。而對于含烯基或炔基等碳-碳多重鍵底物，其質(zhì)子化后會與手性酸的共軛堿以相對較弱的離子對作用結(jié)合，該類中間體缺乏足夠的剛性，因此，對手性控制是不利的。盡管利用一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的手性Br?nsted酸催化各類共軛烯烴、雜原子取代烯烴和惰性烯烴等碳碳雙鍵在近幾年已有少量報(bào)道，但直接對碳碳三鍵進(jìn)行活化并控制對映選擇性的研究卻仍是空白。
（圖片來源：Nature Chemistry）
葉龍武教授課題組長期致力于炔烴轉(zhuǎn)化化學(xué)研究（Acc. Chem. Res. 2020, 53, 2003; Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 8897; Chem. Rev. 2021, 121, 9039）。近期，課題組基于其前期非金屬催化炔酰胺成環(huán)反應(yīng)的研究基礎(chǔ)（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16252; Nat. Commun. 2019, 10, 3234; Chem. Sci. 2019, 10, 3123; Cell Rep. Phy. Sci. 2021, 2, 100448），通過氫鍵導(dǎo)向的緊密離子對策略，從帶氫鍵給體芳基取代的炔酰胺底物出發(fā)，以各類市售可得的手性磷酸作為催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了系列基于手性磷酸直接活化碳碳三鍵的催化不對稱去芳構(gòu)化反應(yīng)（CADA）。該反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1）首次實(shí)現(xiàn)了基于直接活化碳碳三鍵的手性Br?nsted酸催化；（2）首次報(bào)道了無金屬催化的基于吡咯的不對稱去芳構(gòu)化反應(yīng)和基于苯酚鄰位與炔烴的催化不對稱去芳構(gòu)化反應(yīng)；（3）具有優(yōu)秀的化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和對映選擇性；（4）具有很好的底物普適性，可兼容萘酚、苯酚和吡咯等各類芳環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)系列含手性季碳中心螺環(huán)化合物的高原子經(jīng)濟(jì)性合成，為有機(jī)合成和藥物化學(xué)提供了廣闊的應(yīng)用前景；（5）通過密度泛函理論（DFT）計(jì)算，進(jìn)一步明析了該類成環(huán)反應(yīng)的不對稱誘導(dǎo)模式，即通過氫鍵導(dǎo)向的離子對作用。該工作不僅為手性有機(jī)酸催化提供了新活化模式，也為藥物活性分子的高對映選擇性合成提供了新途徑和新方法。
該研究工作主要由葉龍武教授課題組張應(yīng)奇（2018級碩，2020級博）和陳陽波（2018級碩，2021級博）同學(xué)完成，并得到課題組其他研究生和本科生的協(xié)助。理論計(jì)算部分由浙江大學(xué)洪鑫教授課題組完成，魏贊斌工程師協(xié)助完成單晶測試。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（92056104、21772161、21702182和21873081）、福建省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（2019J02001）、國家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金項(xiàng)目（J1310024） 等資助。
