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• 可见光驱动的氮杂邻亚甲基苯醌的产生及多组分反应合成吲哚

  Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9527~9531

  氮杂邻亚甲基苯醌是一类非常活泼的反应中间体, 被广泛应用于有机合成和化学生物学等领域.尤其是为含氮杂环骨架和天然产物构建提供了一个重要的途径.但是, 传统的产生氮杂邻亚甲基苯醌的方法往往需要高温热解、或高能紫外辐射来原位产生, 或者制备特殊的前体试剂, 这些方法使得这类试剂参与的反应的底物适用范围和官能团兼容性存在一定的局限性.最近, 华中师范大学化学学院肖文精、陈加荣团队以廉价易制备的2-烯基苯胺为原料, 首次发展了室温条件下可见光驱动的自由基介导的策略来实现氮杂邻亚甲基苯醌试剂的原位产生, 并利用该方法发展了其与硫叶立德的一锅多组分反应合成吲哚.该反应具有非常宽广的底物适用范围和官能团兼容性, 为多官能化吲哚杂环的构筑提供了一个温和、高效的方法.这一研究也为进一步探索该类试剂在其他领域的应用提供了新的思路.

  Pd/Cu双金属协同催化的氨基酸和寡肽的不对称烯丙基化反应

  J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9819~9822

  非编码光学活性的α, α-二取代α-氨基酸是有机合成和药物研发中一类非常重要的有机合成中间体, 而对醛亚胺席夫碱进行直接不对称烯丙基化反应是制备非天然氨基酸的最有效和简单的方法之一.尽管该方法原料易得, 操作简单, 易于衍生, 但由于拥挤的立体空间和前手性亲核试剂的立体选择性难以控制等因素限制了该反应的发展.此外, 对多肽结构的后期修饰已经成为一种必要且灵活的方法, 用于开发和研究新型的多肽药物.尽管过渡金属催化的不对称反应已经取得了重要进展, 但利用过渡金属对小分子肽类的立体选择性修饰依然没有报道, 这可能是由于: (1) 反应条件比较苛刻; (2) 肽的位阻的影响; (3) 肽中含有多个反应位点.上海交通大学化学化工学院张万斌课题组通过双金属协同催化的方法从氨基酸或者小分子肽衍生的亚胺化合物出发, 通过碱性条件下和铜催化剂作用, 形成含氮的亚甲基叶立德, 接着和从烯丙基醋酸酯产生的烯丙基钯物种发生反应, 在羰基的α-位发生烯丙基化反应.该方法在较温和的条件下高收率地合成了一系列非天然的α, α-二取代α-氨基酸, 对映选择性最高达＞99% ee.同时该方法也可以在二肽, 三肽和四肽等N-末端进行立体选择性的烯丙基化修饰.该工作是首次通过金属不对称催化反应实现了多肽的立体选择性修饰.

  手性联硼酸酯介导、实用的不对称异喹啉还原偶联反应

  J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9767~9770

  联硼化合物作为制备芳基或烷基硼酸酯的重要合成原料被广泛应用于工业中, 而利用其还原性在无过渡金属参与下实现碳碳键构建则鲜有报道.利用简便易得的手性联硼酸酯实现高立体选择性的偶联反应将是很有吸引力的有机合成方法.手性双异喹啉既可以作为相转移催化剂, 又是重要的手性配体骨架, 而现有的手性双异喹啉的合成方法繁琐, 且效率低.中国科学院上海有机化学研究所汤文军课题组与南方科技大学化学系钟龙华课题组合作, 利用手性联硼酸酯首次实现了异喹啉的高效还原偶联, 在温和条件下高产率、高对映选择性地得到一系列手性双异喹啉化合物, 底物适用范围广, 官能团容忍性佳.研究团队首次提出联硼化合物参与的[3, 3]-σ重排反应新模式, 为进一步拓宽手性联硼酸酯介导的高立体选择性还原偶联反应提供理论基础.此项工作将积极推进手性双胺化合物的合成和应用.

  蕃红霉素A生物合成中一个黄素依赖的氧化还原酶催化的胞外脱氨反应

  Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9116~9120

  蕃红霉素A (SFM-A)具有良好的抗肿瘤及抗菌活性, 其四氢异喹啉骨架的生物合成中长链脂肪酸起到了关键的导向作用.然而, 这样一个长链脂肪酸的脱除以及C-25位的脱氨机制一直未知.中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室唐功利课题组最近阐述了这一独特后修饰过程:即由一个由锚定在膜上的肽酶SfmE催化脂肪酸前体水解脱除, 裸露出C-25位的氨基; 随后再由一个分泌型黄素(FAD)依赖的氧化还原酶SfmCy2在细胞外催化一步脱氨反应形成产物SFM-S.该研究不仅完善了SFM-A的生物合成途径, 更重要的是揭示了一种新颖的FAD依赖的氧化还原酶催化的脱氨机制.值得注意的是, 脂肪酸水解和氨基氧化脱除这两步后修饰反应均在胞外完成, 这一点在链霉菌源天然产物生物合成中十分罕见.

  “碳龙同花顺”的重要一环:金属桥位三并五元环的构筑

  Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9067~9071

  金属杂芳香化学是金属有机化学和芳香化学的纽带. 2013年, 厦门大学化学化工学院夏海平、朱军等首次报道了一类全新的平面型Möbius芳香体系——金属杂戊搭炔Ⅰ (Nat. Chem. 2013, 5, 698).在此基础上, 一系列金属桥位多环分子骨架被报道, 逐步建立了厦门大学独特的“碳龙化学”.包括金属杂戊搭烯Ⅰ、金属杂戊搭烯并三元环Ⅱ、金属杂戊搭烯并四元环Ⅲ、金属杂戊搭烯并六元环Ⅴ等.这类分子骨架可看成由7、8、9、12个碳原子组成的碳链与金属的螯合物.然而, 碳龙家族的重要成员Ⅳ却一直未见报道.在经典有机化学中, 全碳原子组成的三并五元环Ⅳ’是非平面和极不稳定的.最近, 夏海平等采用过渡金属替代Ⅳ'的中心sp³杂化碳原子, 成功实现了10碳链与过渡金属螯合的三并五元环骨架Ⅳ的构筑, 完成了碳龙同花顺的关键一环.

  铑催化的桥式-[5+2]反应

  Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 8667~8671

  七元碳环的合成一直是有机合成化学中的一个极具挑战的课题.北京大学化学学院余志祥课题组致力于发展新的合成不同分子环系结构的成环反应, 并利用这些成环反应来解决天然产物和药物分子在合成上的一些问题. 2007年, 余志祥课题组发现cis-ene-VCPs的[5+2]反应可以用来构建5, 7-并环结构(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7178), 然而这一反应局限性较多(只有三个成功的例子).最近, 余志祥课题组发现, 将原来的cis-ene-VCPs中的烯烃(ene部分)换成联二烯(allene), 这种cis-allene-VCPs底物可进行一种新型的[5+2]环加成反应, 用来构建双环[4.3.1]癸烷骨架(而不是正常的5, 7-并环结构).该反应底物普适性比较好, 对于各种末端双取代的联烯均能发生反应. cis-allene-VCPs底物的桥联基团可以是NTs, NNs, NMs, 但不能为O和C(CO₂Me)₂.他们利用密度泛函理论(DFT)计算对该反应的机理和立体选择性进行了详细地研究.

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