化学家专访

「Spotlight Research」酮亚胺类化合物的高对映选择性硅基化反应

作者:石油醚

本期热点研究,我们邀请到了本文第一作者,来自德国柏林工业大学的博士生赵志远为我们分享。

2022年11月28日,Angew在线发表了来自德国柏林工业大学Martin Oestreich教授团队题为「Copper-CatalyzedHighlyEnantioselective Addition of a Silicon Nucleophile to3-Substituted 2H-Azirines Using an Si–B Reagent」的研究论文。文章中,Martin Oestreich教授团队利用2H-azirine高环张力等特点成功实现了酮亚胺类化合物的高对映选择性硅基化反应。

“Copper-Catalyzed Highly Enantioselective Addition of a Silicon Nucleophile to 3-Substituted 2H-Azirines Using an Si–B Reagent”.

Zhi-Yuan Zhao, Ming Cui, Elisabeth Irran, Martin Oestreich*

Angew, 2022, ASAP, doi: 10.1002/anie.202215032 

Q1. 请对Copper-Catalyzed Highly Enantioselective Addition of a Silicon Nucleophile to3-Substituted 2H-Azirines Using an Si–B Reagent”作一个简单介绍。

铜催化的Si-B(硅基硼酸酯)作为前亲核试剂与不饱和键的立体选择性加成反应是构建手性有机硅化合物的重要策略之一。但是到目前为止,硅亲核试剂与酮亚胺类化合物的高对应选择性加成反应因底物活性匹配及反应位点的空间位阻等原因仍然是十分具有挑战性的。2H-azirine具有最小的含氮不饱和杂环结构,可以被作为一种特殊的环状酮亚胺。近日,我们团队利用2H-azirine高环张力等特点成功实现了酮亚胺类化合物的高对映选择性硅基化反应。同时,我们利用此策略对底物范围进行了考察,以高收率和对映选择性构建了一批未保护的(N-H)硅基氮丙啶化合物。并在手性保持的情况下,实现了产物的多种有价值的衍生化反应。该成果发表在 Angew. Chem. Int. Ed. 上 (DOI: 10.1002/anie.202215032)。

Q2. 有关本次研究的时候遇到过怎样的困难呢?又是怎样克服的呢?

研究过程确实不是一帆风顺的。起初,我们用实验室现有的Cu(CH3CN)4PF6对目标反应进行了条件筛选,并以优异的对映选择性得到了目标产物。但是当我们用新购买的催化剂重复实验时,对映选择性却出现了降低。在经过思考和逐一排除了原料纯度等其他因素后,我们猜测可能是旧的催化剂因吸潮而导致微量水分存在。随后,我们将定量的水加入到反应体系后,最优的结果最终得以被稳定地重复。微量水分的作用目前我们正在研究中。

Q3. 本次研究主体,有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢?

在一个新反应的研究过程中经常会无意中踩到许多“坑”。氯仿是测试手性化合物旋光值常用的溶剂之一,但是我们的产物在氯仿中却是不稳定的。起初我们对这一性质并不清楚,这导致在测量旋光的时候一些底物拓展的产物在溶液中变质。我们不得已又重新合成了变质的样品并更换了测量旋光所用的溶剂。

Q4. 来想继续研究化学的哪个方向呢?

不对称催化。手性是自然界一种神奇而又普遍存在的现象。不对称催化策略是构型手性化合物最重要的手段之一。在徐利文教授课题组攻读硕士期间,我深深地被此吸引,所以在读博期间,我依然选择了不对称催化。我希望将来能够有机会能继续从事这个研究领域。

Q5. 最后,有什么想对各位读者说的吗?

当你认为将要失败的时候,再坚持一下也许你会得到不一样的结果。

作者教育背景简介

教育背景:

2013-2017年 临沂大学 本科

2017-2020年 有机硅化学及材料技术教育部重点实验室 硕士 导师 徐利文教授

2020-至今    柏林工业大学 博士在读 导师 Martin Oestreich教授

获得奖励:

2019年国家奖学金(硕士)

浙江省化学会“创新奖”二等奖

浙江省“百篇优秀硕士学位论文”

浙江省2020年省级优秀毕业生

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