近期，化材學(xué)院趙寶國(guó)教授、陳劍鋒副研究員團(tuán)隊(duì)在羰基催化伯胺α-C-H不對(duì)稱(chēng)官能化研究中取得重要進(jìn)展，在《Nature Communications》上發(fā)表題為 “Asymmetric α-C(sp3)?H allylic alkylation of primary alkylamines by synergistic Ir/ketone catalysis”的研究論文。該研究運(yùn)用酮/銥協(xié)同催化策略，成功地實(shí)現(xiàn)了烷基伯胺α-C-H鍵的不對(duì)稱(chēng)烯丙基烷基化反應(yīng)，為具有重要生理活性的手性胺類(lèi)化合物提供了高效便捷的合成新方法。2019級(jí)博士研究生李健羽為論文第一作者，趙寶國(guó)教授和陳劍鋒副研究員為論文通訊作者。

手性胺是一類(lèi)重要的化合物，廣泛存在于各類(lèi)天然產(chǎn)物、生物活性分子、藥物、材料和催化劑中，發(fā)展高效的手性胺制備策略具有重要的意義。烷基伯胺具有很強(qiáng)的親核性，極易與活性的親電試劑發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致N-親核反應(yīng)的發(fā)生。對(duì)于傳統(tǒng)的烷基伯胺α位的官能化反應(yīng)，通常需要將NH2基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，以免對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生干擾。相比之下，在無(wú)需保護(hù)基策略的情況下，實(shí)現(xiàn)惰性的烷基伯胺α-C-H鍵的直接官能化具有良好的原子經(jīng)濟(jì)性和步驟經(jīng)濟(jì)性。但是，普通的烷基伯胺的α-C(sp3)-H鍵的pKa約為57，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氨基酸酯（pKa ~ 24）芐胺（pKa ~ 42.5）和炔丙基胺（pKa ~ 42.6），酸性更弱，實(shí)現(xiàn)該類(lèi)底物惰性C-H鍵的直接官能化反應(yīng)仍頗具挑戰(zhàn)。

趙寶國(guó)課題組在前期發(fā)展的仿生羰基催化的基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)了一種新型的羰基催化劑——1,8-二氮-9-芴酮（4），運(yùn)用酮/銥協(xié)同催化的策略，無(wú)需對(duì)NH2基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，在溫和條件下成功地實(shí)現(xiàn)了烷基伯胺α-C-H鍵的不對(duì)稱(chēng)烯丙基烷基化反應(yīng)，以良好的收率和優(yōu)異的對(duì)映選擇性高效構(gòu)建了一系列手性高烯丙基胺化合物。該研究突破了烷基伯胺α-C-H鍵的反應(yīng)惰性（pKa ~ 57）制約，為羰基催化的發(fā)展和手性胺的合成提供了新的思路。

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市教委、上海市科委、上海師范大學(xué)、上海市仿生催化前沿科學(xué)研究基地的資金支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45131-3

（供稿、圖片：化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院）