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                      上海有機所在自由基不對稱三氟甲基化研究中取得新突破
                      2020-07-31 金属有机化学国家重点实验室 | 【】【打印】【關閉

                        中國科學院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室刘国生课题组发展了铜催化环丙醇的不对称开环三氟甲基化反应,揭示了手性的三氟甲基铜物种高对映体选择性地捕获苄位自由基是该反应的关键。该工作于2020730日在Chem期刊在線發表。劉國生課題組博士生蔣超是論文的第一作者,上海有機所爲第一單位。 

                        向生物活性分子中引入三氟甲基可以明顯的增強其親脂性和提高代謝穩定性,而含手性的三氟甲基片段廣泛地存在于藥物和農藥中,因此發展不對稱三氟甲基化的方法非常迫切。與傳統的不對稱親核和親電三氟甲基化反應相比,基于自由基的三氟甲基化反應可以極大的拓展反應的類型,避免反應底物局限性的問題。但是,由于自由基物種的高活性,發展基于自由基過程的不對稱三氟甲基化反應極具挑戰,目前該類反應還未見報道。 

                        上海有機所劉國生課題組一直致力于銅催化自由基的不對稱催化反應研究。201大盛平台6年,他們與美國威斯康欣大學的Stahl教授合作,首次提出了銅催化自由基接力的新概念,實現了苄位C-H鍵的不對稱氰化反應,揭示了手性的兩價銅氰物種可以有效地捕捉苄位自由基,以非常高效、高對映體選擇的得到手性腈類化合物(Science 2016, 353, 1014);並揭示了金屬銅物種可以調價氮自由基的攫氫選擇性,實現烯丙位碳氫鍵的精准轉化(Nature 201957大盛平台6514)。此外,他們也實現了一系列烯烴和碳氫鍵的不對稱自由基反應(Acc. Chem. Res. 2018, 51, 203大盛平台6)。近期,該團隊在環丙醇自由基開環的不對稱氰基化的前期研究(Adv. Synth. Catal. 2020, 362, 2189基礎上進一步探索苄位自由基的不對稱三氟甲基化反應,通過設計和合成新型的偕二喹啉取代的雙噁唑啉配體BoxQu,實現了銅催化環丙醇的不對稱開環三氟甲基化反應。反應成功的關鍵包括:(1)新型雙噁唑啉的三氟甲基銅物種可以高對映體選擇性的捕獲苄位碳自由基;(2)亲电三氟甲基化试剂的使用,避免体系中过量三氟甲基负离子对反应手性控制的影响。非常重要的是,该反应体系不仅具有良好底物普适性和官能团兼容性,而且还适用于合成含手性三氟甲基修饰的药物分子,为新药的研发以及药物分子的改造提供了新的途径。该研究是刘国生课题组在前期苄位碳自由基不对称氰化反应基礎上的又一重要进展。 

                        该工作得到了国家自然科学基金委、中國科學院、上海市科委等的大力资助。 

                       
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