我國學者在仿生催化和有機小分子催化領域獲重要突破

　　在國家自然科學基金項目 (項目編號：21672148、21472125) 等資助下，上海師范大學資源化學教育部重點實驗室趙寶國課題組受L-蘇氨酸醛縮酶(L-threonine aldolase)催化甘氨酸與醛之間的羥醛縮合(aldol reaction)的啟發，提出和實現了以羰基化合物（醛或酮）為催化劑，催化伯胺a-位官能團化，實現由簡單易得的伯胺化合物直接合成各種復雜的、重要的胺類化合物（圖1）。研究成果以“Carbonyl Catalysis Enables a Biomimetic Asymmetric Mannich Reaction”（羰基催化的策略實現仿生的不對稱曼尼希反應）為題于2018年6月29日，在Science（《科學》）上發表。論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/360/6396/1438。

圖1. 羰基催化模式

圖2. 仿生曼尼希反應

　　羰基化合物（醛或酮）是一類常見的重要化合物，但很少用作催化劑來催化化學反應。基于輔酶維生素B6（磷酸吡哆醛）的結構，趙寶國課題組發展了軸手性N-甲基吡哆醛的催化體系，并用羰基催化策略實現仿生不對稱曼尼希反應（圖2）。催化劑能像酶一樣在含水體系中催化甘氨酸酯對亞胺不對稱加成，高活性、高選擇性地得到一系列手性a,b-二氨酸酯類化合物。a,b-二氨酸是一類具有生物活性的重要化合物，如抗生素Lavendomycin和血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體拮抗劑Roxifiban中都含有手性a,b-二氨酸結構片斷。由于不需要對伯胺的NH2基團進行保護和去保護操作，同傳統的伯氨a-位官能團化過程相比，羰基催化過程一步反應即可實現目標產物的合成，因而是一種具有合成價值的新型催化模式。該研究工作為此類化合物的制備提供了一種高效的、綠色的合成方法。