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新型钴-氢催化体系 可高效合成单一手性异构体

来源:科技日报2021-10-29 10:04

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  记者10月26日从中国科学技术大学获悉,该校傅尧教授与陆熹特任副研究员团队近期开发出一种新型钴-氢催化体系,实现“不对称偶联”,且大幅提高产率,减少了合成步骤。相关研究成果日前发表于《自然·催化》。

  在化学合成中,有一种“互为镜像”、比例相等的手性分子,就像我们的双手一样。这种构成手性关系的分子之间,一方为另一方的“对映异构体”。手性药物、农药等化合物的两个异构体,表现出来的生物活性往往不同,甚至截然相反。为了避免其中有害异构体的影响,合成单一手性异构体即手性合成就变得尤为重要。过渡金属催化烯烃不对称氢官能化,是获得手性分子高效、简捷的方法之一。无论是铜-氢催化的氢烷基化反应,还是镍-氢催化的不对称烷基-烷基偶联反应,往往都需要利用导向基团对反应进行调控。

  基于此,研究团队开发出一种新型钴-氢催化体系,通过跳过辅助基团这一环节,以优异的区域和对映选择性实现氟烯烃的氢烷基化,成功在烷基链上的指定位置引入手性C-F基团,高效合成手性氟烷烃。他们以易于获取的氟烯烃与烷基卤化物为原料,基于氢-氟吸引和氢-氢排斥作用力,对配体与底物进行双向设计优化,调控反应立体选择性,实现了氟原子邻位手性中心精准构建,突破了不对称偶联中辅助基团结构局限,且反应条件温和、底物适用范围广。

  傅尧介绍,在11-氟十四烷基酸的合成中,他们使用同一原料,可以将文献中所用的八步合成法缩减为四步,总产率由不足20%提升到33%,得到单一构型的手性产品。该反应还可实现生物质化学品糠醛的高值化利用,制取含氟精细化学品。(记者吴长锋)

[ 责编:赵宇豪 ]
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