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?鄭州大學梅光建團隊Nat. Commun.：利用新型雙功能胺化試劑偶氮脲實現對映選擇性、區域發散性的非對稱鄰二胺化反應

來源：?鄭州大學      2024-12-02
導讀：近日，鄭州大學梅光建課題組報道了新型雙功能胺化試劑偶氮脲（azocarboxamides , ACAs），并利用不同氮源部分反應性的區別實現對多種富電子碳碳雙鍵的有序雙胺化，構建出多種手性的非對稱鄰二胺衍生物。
非對稱鄰二胺衍生物常見于藥物和生物活性分子中。然而，在非對稱鄰二胺衍生物的構建過程中選擇性引入兩種不同的胺仍然是一個挑戰。近日，鄭州大學梅光建課題組報道了新型雙功能胺化試劑偶氮脲（azocarboxamides , ACAs），并利用不同氮源部分反應性的區別實現對多種富電子碳碳雙鍵的有序雙胺化，構建出多種手性的非對稱鄰二胺衍生物。相關成果在線發表于Nat. Commun. 2024, 15, 10225. doi：10.1038/s41467-024-54598-z）。
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手性鄰二胺衍生物具有廣泛的用途，其合成已有多例報道，包括不對稱氫化、不對稱還原胺化、二醇的雙胺化等。在眾多研究策略中，碳碳雙鍵的催化不對稱鄰二胺化反應是制備手性鄰二胺衍生物的最直接方法之一，但是已報道反應只能在烯烴兩端安裝兩個相同的胺基，即構建對稱型的鄰二胺衍生物，且此類反應通常局限于過渡金屬催化或使用化學計量的氧化劑。從合成的角度來看，手性的非對稱鄰二胺更有吸引力，因其含有兩個不同的胺基，它們中的任何一個都很容易在后期轉化中進行正交合成與衍生。    
最近，Glorius和Yang報道了新型雙功能氮自由基前體，并實現了區域選擇性的非對稱鄰二胺化反應（外消旋）。受此啟發，作者設想開發雙功能胺化試劑，從而構建非對稱鄰二胺衍生物。一個成功的雙功能胺化試劑應該有兩個化學上不同的“N”部分，并具有明確的反應活性，而且還需要一個雙功能連接臂來保證化學穩定性。作者利用親電性氮源與親核性氮源的分子雜交策略，設計并合成出新型雙功能胺化試劑偶氮脲（ACAs）。作者設想利用不同氮源部分反應性的區別實現對富電子碳碳雙鍵的有序的雙胺化，希望構建出手性的非對稱鄰二胺衍生物。ACAs的偶氮部分中有兩個親電位點(N1和N2)，區域選擇性可能會成為一個問題，而且由于酰胺（N3）的親核性較低，羰基氧也可能作為親核位點參與環化過程的競爭。    
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圖1. 催化不對稱非對稱雙胺化反應（圖片來源：Nat. Commun.）
在此，梅光建課題組報道了新型雙功能胺化試劑偶氮脲（ACAs）與三種富電子碳碳雙鍵底物（吲哚、吲哚烯烴、吖內酯）的對映選擇性、區域發散性的非對稱鄰二胺化反應。該反應以良好收率和優異的對映選擇性制備了各種手性的非對稱鄰二胺雜環化合物，包括手性三嗪吲哚啉、咪唑烷酮和乙內酰脲 (up to 111 examples)。此外，作者在DFT的指導下，換用路易斯酸催化能夠逆轉吲哚的鄰二胺化去芳構化反應的區域選擇性（圖1）。該技術為多氮雜環化合物的的合成提供了一個前景廣闊的平臺。    

總結

鄭州大學梅光建課題組開發出新型雙功能胺化試劑偶氮（azocarboxamides , ACAs），并利用不同氮源部分反應性的區別實現對多種富電子碳碳雙鍵的有序雙胺化，構建出多種手性的非對稱鄰二胺衍生物(up to 111 examples)。此外，通過密度泛函理論（DFT）計算揭示了反應機理以及化學選擇性和對映選擇性的起源。在理論計算的指導下，換用路易斯酸催化能夠逆轉吲哚的鄰二胺化去芳構化反應的區域選擇性。該團隊對雙功能胺化試劑偶氮脲正在進行深入的研究，并且將在適當的時候進行更多的報道。
該工作近期發表在國際化學領域知名期刊《自然-通訊》（Nat. Commun.）上。鄭州大學博士研究生符運棟、碩士生研究生張晗和李貝貝為共同第一作者，鄭州大學化學學院梅光建教授、魏東輝教授（計算）、黃利華教授（生物活性）為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、河南省自然科學基金、河南省高校重點科研項目應用研究計劃的大力資助。

梅光建教授簡介 

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2007年至2011年，鄭州大學，學士學位；2011年至2016年，北京大學，博士學位（導師：李闖創/楊震教授）；2016年至2020年，江蘇師范大學，副教授（石楓教授團隊）；2018年至2021年，新加坡國立大學，博士后（合作導師：盧一新教授）；2021年5月至今，鄭州大學化學學院；2023年3月，晉升教授。
研究方向：功能手性多氮雜分子的不對稱催化合成及應用。以第一或通訊作者在國際知名SCI刊物Chem. Soc. Rev. (1); Chem (2); Nat. Commun. (3); Angew. Chem. Int. Ed. (6); Adv. Sci. (1); JACS Au (1) 等發表學術論文70余篇，h-index 36；現任Green Synthesis and Catalysis、Chinese Chemical Letters、Organic Chemistry Frontiers、《有機化學》青年編委，2024年獲得國際學術獎Thieme Chemistry Journals Award。
詳見課題組主頁：https://www.x-mol.com/groups/mei_guangjian

文獻詳情：

Azocarboxamide-enabled enantioselective regiodivergent unsymmetrical 1,2-diaminations. 

Yun-Dong Fu, Han Zhang, Bei-Bei Li, Lihua Huang, Xiao Xiao, Min-Can Wang, Donghui Wei & Guang-Jian Mei

Nat. Commun. 2024

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54598-z

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