研究背景
動態(tài)分子分離策略是合成化學(xué)領(lǐng)域的一個重要研究方向，因其能在不依賴保護基的情況下，高效、選擇性地組裝具有細微差異的分子同系物，成為了研究熱點。然而，在實際應(yīng)用中，如何精準(zhǔn)區(qū)分和有序引入結(jié)構(gòu)相似、物理化學(xué)性質(zhì)相近的分子同系物仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，尤其是對于脂肪胺等具有強結(jié)合金屬能力的化合物，其分離和選擇性控制面臨諸多困難。為了突破這一瓶頸，傳統(tǒng)的分子分離方法多依賴于逐步合成或使用固定功能基團，但這些方法效率低、操作繁瑣，且往往無法應(yīng)對復(fù)雜合成中的多重選擇性問題。因此，開發(fā)一種能夠在一個步驟內(nèi)精準(zhǔn)區(qū)分和組裝不同胺類的策略成為了合成化學(xué)的關(guān)鍵難題。有鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)黃漢民團隊在“Nature Chemistry”期刊上發(fā)表了題為“Dynamic amine sorting enables multiselective construction of unsymmetrical chiral diamines”的最新論文。研究者們提出了一種動態(tài)胺分離策略，通過金屬催化的胺甲基化反應(yīng)來實現(xiàn)胺同系物的高效區(qū)分。該策略利用了胺甲基環(huán)鈀配合物的形成，能夠根據(jù)胺的電子性質(zhì)優(yōu)先選擇性地將電子豐富的胺引入反應(yīng)中，避免了催化劑失活問題。此外，該策略不僅能精確區(qū)分具有細微差異的胺類，還能實現(xiàn)高選擇性地構(gòu)建非對稱手性二胺，顯著提高了反應(yīng)的化學(xué)、區(qū)域和對映選擇性。通過這一創(chuàng)新方法，研究人員成功解決了脂肪胺的精準(zhǔn)分離和組裝難題，為復(fù)雜分子的合成提供了新的高效解決方案。
研究亮點
（1）實驗首次提出了動態(tài)胺分離策略，并成功實現(xiàn)了胺同系物的高效區(qū)分。通過結(jié)合金屬催化劑的化學(xué)選擇性生成胺甲基環(huán)鈀配合物，實驗有效地區(qū)分了具有微小差異的脂肪胺同系物。（2）實驗通過調(diào)節(jié)金屬催化劑的電子密度，優(yōu)化了胺分離過程，從而實現(xiàn)了胺甲基胺化反應(yīng)的高選擇性。通過該策略，不同的胺可以在催化劑的作用下被選擇性地轉(zhuǎn)化為環(huán)鈀配合物，隨后通過C–N鍵交換進行動態(tài)排序。更具電子豐富性的胺更傾向于形成更穩(wěn)定的環(huán)鈀配合物，而電子貧乏的胺則集中在溶液中作為游離胺。（3）通過動態(tài)胺分離策略，成功實現(xiàn)了高效的非對稱二胺合成。該方法具有很高的化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和對映選擇性。通過在二烯體反應(yīng)中引入不同的胺，成功合成了多種非對稱手性1,3-二胺。
圖文解讀
總結(jié)展望
本文的研究通過金屬催化的胺類分揀策略，成功實現(xiàn)了對具有微小結(jié)構(gòu)差異的胺類分子的精準(zhǔn)區(qū)分和有序引入，突破了傳統(tǒng)合成中對復(fù)雜胺類選擇性不足的瓶頸。這一策略不僅體現(xiàn)了金屬配合物在分子識別和選擇性調(diào)控中的強大潛力，還為胺類化合物的高效立體選擇性合成開辟了新路徑。研究顯示，該方法不僅能夠有效區(qū)分開鏈胺與芳香胺，還能根據(jù)電子性質(zhì)和氫鍵作用精確控制反應(yīng)位點。更為重要的是，這一策略被成功應(yīng)用于復(fù)雜藥物分子的合成中，例如NR2B拮抗劑的高效合成，大幅縮短了合成步驟，提高了總收率，展現(xiàn)了極高的應(yīng)用價值。這項工作表明，精心設(shè)計的金屬催化體系可以成為超越酶類工具的新選擇，為復(fù)雜分子的合成提供了更靈活且通用的方法。 Cai, S., Zhao, Z., Yang, G. et al. Dynamic amine sorting enables multiselective construction of unsymmetrical chiral diamines. Nat. Chem. (2024). https://doi.org/10.1038/s41557-024-01673-z
