一个都不能少：Buchwald再刷《Nature》，立体选择性合成氨基醇所有异构体

麻省理工学院（MIT）Stephen L. Buchwald教授可谓化学学术界的大牛，从2015年初到现在不到一年半的时间，Buchwald实验室总共发表了25篇论文，其中3篇《Nature》、1篇《Science》、2篇《Nature Chemistry》、6篇《Angew. Chem. Int. Ed.》、10篇《JACS》。X-MOL也报道了其中的不少成果（相关阅读：报道一、报道二、报道三），最有意思的当属入选美国化学会C&EN评选的“2015年顶级化学成果”（点击阅读）的一篇《Nature》论文，他们用石蜡胶囊封装对空气和湿气敏感的试剂，使合成简单方便（点击阅读）。除了在顶级期刊发文如麻，Buchwald也是一个关心学生身心健康的好老板，甚至鼓励他的学生每年休一个月假（相关阅读：美国化学会C&EN：知道你压力大，别一个人扛着），这也可能是他实验室如此高产的原因之一。

Stephen L. Buchwald教授。图片来源：chemistry.mit.edu

闲话少说，本文关注的是Buchwald实验室最近刚发的一篇《Nature》论文，Shi-Liang Shi、Zackary L. Wong和Buchwald利用铜催化的立体选择性方法，快速一锅合成氨基醇的所有立体异构体，化学选择性、区域选择性、非对映立体选择性和对映选择性俱佳。（Copper-catalysed enantioselective stereodivergent synthesis of amino alcohols. Nature, DOI:10.1038/nature17191）

许多生物活性分子都具有手性，同一个分子的不同立体异构体，生理特性可能会截然不同（如下图）。因此，在药物发现和开发过程中，通常需要得到候选药物的所有可能的立体异构体，并对其进行表征，以进行生物活性评估。尽管不对称合成已经有了很大的进步，可以帮助药学家获得立体异构体，但开发出一种通用且可操作的策略来合成一个有机化合物的所有可能的立体异构体仍然是个不小的挑战，特别是那些拥有多个相邻立体中心的有机化合物。

手性氨基醇及其酯是药物分子或活性天然产物中常见的结构单元（如上图b），同时也常用于不对称合成中，是一类相当重要的手性分子。在之前研究的基础上，Buchwald等人以简单易得的(E)-或(Z)-烯醛和烯酮为底物，使用基于氢化铜的催化剂，化学选择性地还原得到相应的烯丙基醇，随后再发生区域及立体选择性的氢胺化反应，最终得到手性氨基醇产物（如下图）。

研究人员随后对这个策略进行了验证，证实该方法可以选择性地得到氨基醇产物的所有可能的立体异构体，最多可包括三个相邻的立体中心（如下图）。

Buchwald等人对产物立体化学的控制堪称精妙，除了可以合成所有氨基醇立体异构体，这个策略还能启发化学家们开发更多的方法来合成其他有价值化合物的所有立体异构体，应用前景十分广阔。

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature17191.html