近期，化材学院赵宝国教授、陈剑锋副研究员团队在羰基催化伯胺α-C-H不对称官能化研究中取得重要进展，在《Nature Communications》上发表题为 “Asymmetric α-C(sp3)−H allylic alkylation of primary alkylamines by synergistic Ir/ketone catalysis”的研究论文。该研究运用酮/铱协同催化策略，成功地实现了烷基伯胺α-C-H键的不对称烯丙基烷基化反应，为具有重要生理活性的手性胺类化合物提供了高效便捷的合成新方法。2019级博士研究生李健羽为论文第一作者，赵宝国教授和陈剑锋副研究员为论文通讯作者。
手性胺是一类重要的化合物，广泛存在于各类天然产物、生物活性分子、药物、材料和催化剂中，发展高效的手性胺制备策略具有重要的意义。烷基伯胺具有很强的亲核性，极易与活性的亲电试剂发生反应，导致N-亲核反应的发生。对于传统的烷基伯胺α位的官能化反应，通常需要将NH2基团进行保护，以免对反应产生干扰。相比之下，在无需保护基策略的情况下，实现惰性的烷基伯胺α-C-H键的直接官能化具有良好的原子经济性和步骤经济性。但是，普通的烷基伯胺的α-C(sp3)-H键的pKa约为57，远远高于氨基酸酯（pKa ~ 24）苄胺（pKa ~ 42.5）和炔丙基胺（pKa ~ 42.6），酸性更弱，实现该类底物惰性C-H键的直接官能化反应仍颇具挑战。
赵宝国课题组在前期发展的仿生羰基催化的基础上，成功开发了一种新型的羰基催化剂——1,8-二氮-9-芴酮（4），运用酮/铱协同催化的策略，无需对NH2基团进行保护，在温和条件下成功地实现了烷基伯胺α-C-H键的不对称烯丙基烷基化反应，以良好的收率和优异的对映选择性高效构建了一系列手性高烯丙基胺化合物。该研究突破了烷基伯胺α-C-H键的反应惰性（pKa ~ 57）制约，为羰基催化的发展和手性胺的合成提供了新的思路。
该工作得到了国家自然科学基金委、上海市教委、上海市科委、上海师范大学、上海市仿生催化前沿科学研究基地的资金支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45131-3
（供稿、图片：化学与材料科学学院）