上海有機所烯烴不對稱催化氫化研究取得進展

　　不對稱催化氫化反應為種類繁多的手性化合物的合成提供了一條簡便、廉價且環境友好的途徑，目前已在一些手性藥物和農藥的工業生產中取得實際應用，占工業化不對稱催化反應的70%以上。然而，許多底物的不對稱氫化仍然存在催化活性不高、對映選擇性不佳或催化劑的底物適用性不夠廣泛等困難。因此，開發高效、高選擇性的新型手性配體和催化劑，是不對稱催化領域發展和手性技術應用的關鍵。

　　中國科學院上海有機化學研究所金屬有機化學國家重點實驗室的丁奎嶺課題組經過數年的努力，設計并發展了一類具有自主知識產權的、容易實現結構多樣性的手性單齒亞膦酰胺配體DpenPhos，該類配體與Rh(I)組成的催化劑在α-脫氫氨基酸甲酯和衍生物、N-乙酰芳基烯胺等多種類型烯烴的不對稱催化氫化反應中均取得了優秀的效果(J. Am. Chem. Soc. 2005, 127,10488-10499)。

　　進一步研究發現，對于烯醇羧酸酯和β-芳基依康酸酯等較困難烯烴底物的不對稱氫化，催化劑中手性配體中氮原子上的氫存在可以顯著提高催化活性。對催化劑核磁共振譜以及量化計算研究等表明，這是由于配體間形成了分子間氫鍵所致，從而揭示了配體與配體之間的弱作用可以作為手性催化劑性能調控的一種新手段(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14214-14215)。利用DpenPhos/Rh(I)催化劑中配體的氫鍵作用，研究人員還實現了首例單齒亞磷酰胺/Rh催化的α,β-不飽和氨基膦酸類底物的高效、高對映選擇性不對稱氫化。相應的氫化產物α-和β-氨基膦酸衍生物是氨基酸生物學意義上的電子等排體和重要的藥物合成中間體，氫化產物的光學純度通常在95%-->99%，其中包括殺菌藥Alafosfalin (99%光學純度)及胺肽酶抑制劑phospholeleucine (98%光學純度)等的簡便合成，成為此反應性能最優秀的體系之一(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11743–11747)。

　　利用該催化劑，最新研究進一步實現了a-和β-苯甲酰氧基不飽和膦酸酯的不對稱氫化，以優秀的對映選擇性(90->99% ee)，獲得相應的氫化產物(Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 1598-1601)。該類催化劑有望用于更多類型烯烴衍生物的不對稱催化氫化反應中，所揭示的氫鍵弱作用可以調控反應性能的機理為新一代手性催化劑的設計提供了重要思路。

　　該研究工作得到國家自然科學基金委員會、科技部、中國科學院和上海市科委的大力支持。

烯烴不對稱催化氫化研究