手性α-氨基酸廣泛存在于活性天然產物及藥物分子的核心骨架中,是一類十分重要的有機合成砌塊,與人們的生活休戚相關。人類必需的20種氨基酸即蛋白源氨基酸,是生命體中多肽和蛋白質的基本組成單元,其大多數都包含α-二級手性碳。相比之下,具有良好的結構剛性及多樣性的非蛋白源α-季碳氨基酸衍生物則難以通過自然界獲得。由于季碳立體中心的空間擁擠,構建難度較大,有機金屬試劑與α-酮亞胺酯的不對稱加成反應是構建手性α-季碳氨基酸衍生物最為經典的方法之一,但該方法仍然存在著官能團容忍性差、底物適用性窄、原子及步驟經濟低等局限。到目前為止,高效實用的非天然手性α-季碳氨基酸的合成方法依舊匱乏。
為解決上述的科學問題,陳宜峰課題組利用豐產金屬鈷催化不對稱還原加成策略,通過非活化烷基鹵代物與亞胺的不對稱aza-Barbier型反應,以高達99%的收率及99%ee實現了手性α-季碳氨基酸衍生物的多樣化高效合成。該方法具有操作簡便、條件溫和、底物適用性廣等優點。其中,非活化的1°、2°和3°烷基碘代物、溴代物及氯代物均能參與反應,同時具有十分出色的官能團容忍性。除此之外,本研究通過新發展的方法還能夠實現3至7元手性含氮雜環的模塊化合成以及兩類活性藥物分子核心骨架的簡潔構建,展示了該方法廣闊的實際應用前景,為藥物研發提供了新的思路。
該工作主要由華東理工大學化學與分子工程學院博士后伍賢青完成,通訊作者為陳宜峰教授,并得到了曲景平教授的悉心指導。研究工作得到了國家自然科學基金、上海市自然科學基金、上海市啟明星計劃、費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心、材料生物學與動態化學教育部前沿科學中心、上海市揚帆計劃、中央高?;究蒲袠I務費等項目資金以及中國博士后科學基金等資助。
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