NHCs-催化轴手性联芳醛的合成

轴手性联芳基骨架不仅广泛存在于生物活性分子和手性配体/催化剂中，在材料领域也有着重要应用。作为一类独特的联芳基化合物，轴手性联芳醛在不对称催化中有重要应用，其高效便捷的合成方法一直令人期待。浙江大学史炳锋教授课题组发展了基于瞬态手性导向策略的C-H键对映选择性官能化反应 (图1a)；清华大学汪舰教授课题组实现了有机催化的立体选择性[8+2]环加成反应，构建了轴手性4-甲酰基-3-芳基吲哚嗪 (图1b)。双醛类化合物的去对称化反应是构建轴手性醛非常简便的方法。2014年，英国曼彻斯特大学Turner和Clayden课题组发展了酶催化氧化/还原反应，产率和对映选择性仍有待优化 (图1c)。

图1. 轴手性联芳基醛构建策略

东北师范大学张前教授（点击查看介绍）研究团队致力于在有机合成方法学和不对称催化领域开展原创性工作，在中心手性构建方面取得了系列进展（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 25949; CCS Chem. 2020, 2, 1737; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 11927; ACS Catal. 2019, 9, 1716; Chem. Sci., 2019, 10, 1802; Angew. Chem. 2017, 56, 13130; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 11702）。在前期研究工作基础上，该研究团队将芳基二醛类化合物的去对称化和动力学拆分相结合，发展了N-杂环卡宾 (NHCs)-催化高对映选择性酯化反应，实现了轴手性联芳醛类化合物的高效构建 (图2)。

图2. NHCs-催化联芳基二醛的去对称酯化反应构建轴手性醛

该反应基于易制备的联芳基二醛，以商业易得的醇/酚为酯化试剂，DQ为氧化剂，在温和条件下以高产率和极高的对映选择性获得了轴手性醛类产物 (图3)。该反应的适用范围宽泛，官能团兼容性优异。该策略还可应用于复杂天然产物和具生物活性的醇/酚类分子后修饰 (图3C)。醛类产物可通过衍生化，高效转化为功能化轴手性分子。

图3. 联芳基轴手性醛类产物举例

机理研究（图4）表明，反应经联芳基二醛不可逆的速率/对映选择性决定去对称活化过程，产生关键的BI中间体物种，进而发生氧化酯化和串联的动力学拆分过程，得到高对应体富集的轴手性联芳醛。

图4. 机制研究

张前教授团队采用去对称化和动力学拆分串联策略，发展了NHCs-催化联芳基双醛的去对称酯化反应，高效构建了系列轴手性联芳醛类分子骨架。该方法具有条件温和、官能团耐受性良好、底物适用范围宽泛、对映选择性高 (47例，高达99%产率，高达 99.9 % ee)等优势。天然产物、生物活性分子和药物分子 (12例) 的后期功能化进一步凸显了该转化的合成价值，为轴手性醛及其衍生物的模块化合成提供了新策略。

该研究结果近期发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，东北师范大学博士生吴迎涛为第一作者，郑光范副教授和张前教授为共同通讯作者。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Synthesis of Axially Chiral Aldehydes by N-Heterocyclic-Carbene Catalyzed Desymmetrization Followed by Kinetic Resolution

Yingtao Wu, Mingrui Li, Jiaqiong Sun, Guangfan Zheng* and Qian Zhang*

Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, DOI: 10.1002/anie.202117340

导师介绍

郑光范博士简介

东北师范大学副教授，硕士生导师。2017年于东北师范大学取得博士学位，2017-2018于大连化物所工作，2018-2020于陕西师范大学工作，2020年12月加入东北师范大学，E-mail: zhenggf265@nenu.edu.cn。

近年来研究工作主要围绕发展新型光反应和串联反应开展。在相关领域发表SCI论文30余篇，包括以第一作者/通讯作者身份发表的Nat. Commun. (1篇)、Angew. Chem. Int. Ed. (4 篇)、Chem. Sci. (1 篇) 等。获授权中国发明专利2项，参与撰写1本英文专著。

张前教授简介

张前，女，1971年出生，教授，博士生导师，吉林省化学会有机化学专业委员会主任，东北师范大学学术委员会委员，E-mail: zhangq651@nenu.edu.cn，课题组主页：zhanggroup.pro。1993年于东北师范大学获得学士学位，1996年于东北师范大学获得硕士学位，2003年于中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位，2004年至2月至7月在澳大利亚悉尼大学做访问学者。

主要研究领域为有机合成方法学研究，多年来一直围绕高效、高选择性C-N键构建新方法进行系统研究，发展了多种C-N键构建新方法并实现了一些重要含氮杂环的构筑。作为通讯作者在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等刊物上发表研究论文40余篇，授权中国专利2项。获得Thieme Chemistry Journals Award （2014年）及长春市“巾帼建功标兵”荣誉称号（2014年）；入选教育部新世纪优秀人才（2008年）、全国百篇优秀博士论文提名论文指导教师（2013年）、东北师范大学首批仿吾青年学者（2014年）、吉林省首批长白山学者特聘教授（2013年）、吉林省首批学科领军教授（2013年）及科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才（2015年）、教育部“长江学者”特聘教授（2017年）。我们热烈欢迎对合成有机化学、不对称催化和金属有机化学感兴趣的同学加入我们研究团队！

https://www.x-mol.com/university/faculty/9478