不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化反應(yīng)可以將雙鍵轉(zhuǎn)化為特定立體構(gòu)型的含氧三元環(huán)，是一類(lèi)引入連續(xù)手性中心的重要反應(yīng)。2001年，美國(guó)著名化學(xué)家、兩次諾貝爾獎(jiǎng)得主Barry Sharpless教授因其在該領(lǐng)域的重大貢獻(xiàn)獲得他的首個(gè)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。盡管該領(lǐng)域研究發(fā)展迅速，但現(xiàn)有方法適用的反應(yīng)物依然有限。大多數(shù)有效反應(yīng)都限于烯基醇類(lèi)化合物，且常常面臨環(huán)氧化催化劑活性低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等挑戰(zhàn)。

上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李智課題組 致力于新型路易斯酸催化劑的設(shè)計(jì)合成，并深入探究其在合成化學(xué)和資源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。近期，李智組發(fā)現(xiàn)手性鉿路易斯酸可以利用底物中酰胺官能團(tuán)的定位效應(yīng)催化烯基酰胺環(huán)氧化，突破了烯基醇類(lèi)化合物的限制。該催化體系的活性非常高，有效節(jié)約了反應(yīng)時(shí)間，提高了反應(yīng)效率。這項(xiàng)技術(shù)有望用于復(fù)雜天然產(chǎn)物和藥物合成中，為手性分子的構(gòu)建提供便捷高效的新方案，成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 ACS Catalysis。

圖1?鉿—Salen催化烯丙基酰胺的高效不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化

該反應(yīng)的最佳催化劑由叔丁醇鉿和聯(lián)萘骨架的Salen配體進(jìn)行原位制備獲得，其在烯基磺酰胺的環(huán)氧化中達(dá)到了現(xiàn)有文獻(xiàn)中最佳反應(yīng)速度的10倍以上，還在烯丙基酰胺這類(lèi)新底物的反應(yīng)中獲得了出色的對(duì)映選擇性。三取代烯基酰胺在該條件下有更高的反應(yīng)性。作者還設(shè)計(jì)了一鍋串聯(lián)“環(huán)氧化—開(kāi)環(huán)”策略，高選擇性地制備了包含噁唑啉結(jié)構(gòu)的手性醇。作者還通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算證明，具有催化活性的鉿–Salen配合物采用了不常見(jiàn)的 cis- α構(gòu)型，并且和催化劑內(nèi)部的非共價(jià)相互作用一道，對(duì)反應(yīng)的手性控制起到了關(guān)鍵作用。

上科大物質(zhì)學(xué)院2024屆博士畢業(yè)生姚嘉麟為論文的第一作者，李智教授為唯一通訊作者，上海科技大學(xué)為唯一完成單位。

論文標(biāo)題：

Hafnium(IV)-Salen-Catalyzed Highly Reactive and Enantioselective Epoxidation Directed by Amides

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c03648