近日,四川大學化學工程學院鈕大文教授團隊在Nature Catalysis上在線發表了題為“Asymmetric O-propargylation of secondary aliphatic alcohols”的研究論文,首次成功實現了對二級脂肪醇的不對稱炔丙基化反應。文章所有工作均在四川大學完成,鈕大文教授為通訊作者、四川大學為通訊作者單位。論文第一作者為我校博士生李仁哲、第二作者為碩士生劉達奇,論文第一作者單位為四川大學。
醚類化合物是化學里最常見的一類化合物,在藥物分子、材料分子中都不可或缺。C–O成鍵,是合成醚類化合物的最直接的方法,也是合成化學領域最古老、最經典的反應之一。然而,這類反應卻存在重要挑戰。例如,如何實現大位阻醇的不對稱C–O成鍵是其中之一。
研究人員嘗試利用Cu催化反應突破以上難題。他們通過對反應機理的深入研究,發現造成親電試劑分解的主要原因可能是堿的使用。以此為突破口,他們嘗試從反應條件中移除堿。通過實驗研究,最終發現堿的移除果然大大降低了親電試劑的分解速度。此后,團隊進一步通過調整反應的其它要素,首次成功實現了對二級脂肪醇的不對稱炔丙基化反應。該反應條件十分溫和,并且具有很好的普適性。所得產物也可以快速轉化成各種手性醚,可能作為藥物化學研究的重要中間體。
鈕大文教授回憶說,“我一直認為這個反應不會成功。從類似反應的發現到現在已經20多年了,二級醇的不對稱炔丙基化都沒有實現。我曾經數次勸說同學放棄這個課題,然而他們并沒有聽從我的建議,一直堅持要繼續試一試。通過他們刻苦攻關,把反應從0%的產率,逐步提高到約90%的產率。看似簡單的條件改變背后,是同學們夜以繼日的不斷嘗試。期間,學生們不斷嘗試了近100個配體,篩選了近1000個條件,才最終得到了理想的反應效果。在后期驗證反應普適性階段,一共嘗試了數十種很有挑戰性的例子。”他感慨到,“在這個課題中,川大同學身上不畏艱難堅持不懈的科研精神非常打動我,也給我上了很好的一課。”
該項研究獲得了基金委優秀青年基金、科技部重點研發計劃基金、以及中國藥科大學國家重點實驗室開放課題基金的資助。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41929-020-0462-9
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