2015-09-08 | 科研部 我系刘心元、谭斌课题组近期连续在《德国应用化学》刊发4篇论文

刘心元、谭斌课题组成员。

论文其中一篇被选为该期刊杂志的封面文章。杂志封面故事（寓意）：当前的南方科技大学犹如我们实验室瓶子中的幼苗，通过我们不懈努力及外界的大力支持下，一定会茁壮成长，成为国际知名的研究型大学。

 近期，我校化学系副教授刘心元、副教授谭斌联合课题组连续在国际顶级化学期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition，简称：ANGEW，影响因子11.336）发表4篇论文，介绍了他们在非活化烯烃官能团化和轴手性化合物不对称构建等研究领域取得的一系列重要进展。值得一提的是，其中一篇论文还被选为《德国应用化学》的封面文章 (back cover picture)，配发的“杂志封面故事”这样写道：“当前的南方科技大学犹如我们实验室瓶子中的幼苗，通过我们不懈努力及外界的大力支持，一定会茁壮成长，成为国际知名的研究型大学。”

论文插图。

论文截图。

 论文《布兰斯特酸催化烯烃的不对称胺氢化反应：合成含季碳中心的吡咯烷类化合物》（Brønsted Acid-Catalyzed Asymmetric Hydroamination of Alkenes: Synthesis of Pyrrolidines Bearing a Tetrasubstituted Carbon Stereocenter，Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, DOI: 10.1002/anie.201501762）介绍了刘心元、谭斌课题组在非活化烯烃官能团化方面的研究进展：含α-季碳中心的手性胺是许多有生物活性化合物和重要药物的结构单元，该结构单元的不对称合成一直以来是充满挑战性的课题：需要克服季碳中心的空间位阻和控制与之相连的四个取代基的正确方向。刘心元、谭斌课题组利用质子酸（布兰斯特酸）催化非活化烯烃的不对称胺氢化反应，合成了含季碳中心的α-吡咯烷类化合物。此项研究成果在国际上首次实现了通过不对称胺氢化反应构建含有季碳中心的含N杂环化合物，该工作通过在底物中引入硫脲基团，该基团在手性磷酸（布兰斯特酸）催化下可活化非活化烯烃和控制手性的季碳中心的形成。该方反应具有操作简单，产率高，官能团耐受性好，绿色环保（非金属催化的）等优点，可以很方便转化为各种具有潜在生物活性的螺环的含季碳中心的α-吡咯烷类化合物。

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  论文《非活性烯烃CF3化所引发不对称C-H键的官能化》（Enantioselective C-H Bond Functionalization Triggered by Radical Trifluoromethylation of Unactivated Alkene，Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 11890-11894.）介绍了刘心元、谭斌课题组围绕非活化烯烃三氟甲基化所开展的一系列研究工作：三氟甲基化合物具有良好的化学及生物活性，被广泛应用于医药、化工、染料以及功能材料等领域。在烯烃官能团化的工作基础上，刘心元、谭斌课题组开展了CF3自由基引发非活性烯烃和远程的酰胺α-C-H键的不对称官能化的研究工作。课题组利用氰化亚铜和手性磷酸组成的协同催化体系构建了含有CF3的手性缩醛胺化合物。在温和的反应条件下高效地实现了专一化学选择性、高区域及高立体选择性的非活性烯烃和远程酰胺的α-C-H键的不对称官能团化。由于该工作发展了一种新型实现远程酰胺的α-C-H键不对称官能团化的方法，多伦多大学化学系Mark Lautens教授在Synfacts 2014, 10, 1281.上对此工作进行了亮点评述。

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  论文《有机膦催化烯烃 CF3化所引发远程的胺β-C-H键的官能化：一锅法合成双三氟甲基化的烯酰胺和三取代的5-(三氟甲基)噁唑类化合物》（Phosphine-Catalyzed Remote β-C-H Functionalization of Amine Triggered by Trifluoromethylation of Alkene: One-Pot Synthesis of Bistrifluoromethylated Enamides and Oxazoles，Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 4041-4045.）介绍了刘心元、谭斌课题组在前期工作基础上，进一步对CF3自由基引发非活性烯烃和远程的胺β-C-H键的官能化的研究进展。该研究在国际上首次实现了有机膦催化的CF3自由基串联反应：烯烃的官能化和酰胺类衍生物的β-Csp3-H键官能化，分别得到双三氟甲基化的烯酰胺和三取代的5-(三氟甲基)噁唑。该反应具有较高区域选择性、化学选择性和立体选择性；利用该方法可以一锅法制备三取代的5-(三氟甲基)噁唑，具有方法简单、步骤少等优点。此法不仅弥补了传统方法中使用金属催化剂催化时导向基团必不可少的不足，而且为自由基有机反应提供了一种新的思路。由于此工作的重要性，被选为该期刊杂志的封面文章 (back cover picture)。同时该工作也被X-MOL资讯（跟踪全球化学及生物医药领域内的重要科研进展和新闻事件的一个资讯平台）进行报道 (http://www.x-mol.com/news/274)。

此外，刘心元、谭斌课题组关于“CF3自由基进攻烯烃后还可以引发远程羰基α-C-H键的其他官能团化”的研究成果，也先后发表在化学学科权威期刊《ACS催化》(ACS Catal. 2015, 5, 2826−2831)、《欧洲化学》(Chem. Eur. J. 2015, 21, 6718–6722)、《有机快报》(Org. Lett. 2015, 17, 1589−1592)上。由于上述的这些工作较系统研究了CF3自由基进攻烯烃后，通过1,5氢迁移后，实现远程酰胺α-C-H键、β-Csp3-H键和羰基α-C-H键的官能团化，最近被加州大学伯克利分校化学期刊Synlett编委Professor K. P. C. Vollhardt邀请撰写研究工作总结(account)。

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  论文《布兰斯特酸催化轴手性连萘胺衍生物的高对映选择性的动力学拆分》（Highly Enantioselective Kinetic Resolution of Axially Chiral BINAM Derivatives Catalyzed by a Brønsted Acid，Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 3684-3687）介绍了刘心元、谭斌课题组在轴手性化合物不对称构建研究方面的重要研究进展：由于轴手性化合物是不对称催化反应的常用催化剂，广泛应用于不对称催化反应中，这些轴手性化合物的不对称合成一直是此领域的研究热点之一。刘心元、谭斌课题组成功实现了在手性磷酸催化下利用Hantzsch酯不对称还原现场生成的亚胺来动力学拆分连萘胺。这样一来，就能高效、高立体选择性地合成重要用途的手性连萘胺。由于该工作发展了一种高效地合成手性连萘胺，德国马普研究所有机小分子领军人物Benjamin List教授在Synfacts 2014, 10, 530.上对此工作进行了亮点评述。

  近期刘心元、谭斌课题组的研究工作还在继续高歌猛进，成果不断涌现：针对手性动力学拆分导致合成效率不高的难题，谭斌、刘心元课题组成功实现了手性催化剂催化下通过不对称构建C-C键从而高效合成不同类型的新型轴手性化合物。介绍这些研究成果的论文已经撰写完毕，正在审稿中。

  以上所有学术论文，南方科技大学均为第一作者和通讯作者单位。所有项目研究都得到了国家自然科学基金委员会（NSFC）和深圳市科创委等基金的资助。