在國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院的支持下，分子識別與選擇性合成實驗室有機催化課題組深入開展手性有機小分子(Chiral Organocatalysts)催化研究，最近，他們設(shè)計并合成了一類新型的二胺型手性有機小分子催化劑，實現(xiàn)了對aldol反應(yīng)的高活性、高立體選擇性催化。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期《美國化學(xué)會志》（J. Am. Chem. Soc. 2007, Vol. 129, No. 11, p. 3074-3075）上。
Aldol反應(yīng)是存在于生命體中的一種重要的化學(xué)反應(yīng)，也是有機合成化學(xué)中用于碳-碳鍵構(gòu)建的一類重要化學(xué)手段。實現(xiàn)高效、高選擇性不對稱aldol 催化對認(rèn)識生命體的化學(xué)本質(zhì)以及天然產(chǎn)物的合成都有著重要的意義。該課題組在前期工作中，設(shè)計合成了手性離子液型催化劑，并探索性地將其應(yīng)用到不對稱aldol反應(yīng)催化，表現(xiàn)出了較高的催化活性以及中等的立體選擇性(Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3093; Tetrahedron, 2007, 63, 1923-1930)。該類催化劑兼具手性胺催化和離子液體的優(yōu)良特性，在高效不對稱催化反應(yīng)的同時，能夠有效地實現(xiàn)對催化劑的分離、循環(huán)利用的目的。
在上述工作的基礎(chǔ)之上，為進一步提高對aldol反應(yīng)催化的立體選擇性，該課題組首次設(shè)計合成“伯胺－叔胺”協(xié)同催化的雙功能手性小分子催化劑。該類催化劑利用伯胺催化這一常見于自然界的烯胺催化機理，同時通過叔胺官能團與一分子強質(zhì)子酸原位構(gòu)建出氫鍵給體實現(xiàn)不對稱誘導(dǎo)。另外，研究也證實第二分子弱質(zhì)子酸的引入可以極大地提高反應(yīng)速率、改善催化活性。由于伯胺烯胺催化機理的獨特性質(zhì)，使得該類催化劑在催化直鏈烷基酮（acylic ketones）aldol反應(yīng)時，得到了高syn選擇性的產(chǎn)物。與此形成鮮明對比的是，絕大多數(shù)以脯氨酸為代表的二級胺催化劑對該類反應(yīng)的催化效果較差，而且多為anti選擇性。該項工作不僅發(fā)展了一類新型的高活性（高達>99%產(chǎn)率）、高非對映選擇性（高達12:1dr）、高光學(xué)選擇性（高達>99% ee）的不對稱aldol反應(yīng)催化劑，同時也加深了對伯胺催化劑催化機理的認(rèn)識，為開發(fā)新一代不對稱有機小分子催化劑提供了有益的借鑒。
