我院夏莹研究员团队在小环不对称硼氢化反应中取得新进展

发布时间：2024-04-03 14:01

近日，我院公共卫生与预防医学实验中心夏莹研究员团队在化学领域权威期刊 Angew. Chem. Int. Ed. 杂志（IF: 16.6）在线发表了题为 “Diversified Synthesis of Chiral Fluorinated Cyclobutane Derivatives Enabled by Regio- and Enantioselective Hydroboration” 的研究论文，论文的第一作者为四川大学博士研究生袁富山，夏莹研究员为论文的通讯作者，论文第一完成单位为四川大学华西公共卫生学院（华西第四医院）/生物治疗全国重点实验室，临沂大学化学化工学院胡芳东副教授为论文的共同通讯作者。

环丁烷由于其独特的结构特点在药物化学中具有广泛的应用，向环丁烷结构中引入氟原子可以增强它们的亲脂性、溶解性和代谢稳定性，使氟代环丁烷成为药物研发和活性化合物筛选中的重要组成单元。尽管非手性或消旋氟代环丁烷的合成具有一些文献报道，但手性氟代环丁烷的多样化合成仍然是有机合成化学中的一大挑战。过渡金属催化的烯烃不对称硼氢化反应是构建手性碳硼键的有力工具，目前在手性有机硼化合物的合成中取得了显著的研究进展，但是环丁烯的催化不对称硼氢化尚未被开发。目前，研究人员通过使用Cu/B₂Pin₂体系实现了某些环丁烯化合物形式上的硼氢化反应，合成了手性硼取代的环丁烷衍生物。作者将Cu/B₂Pin₂体系应用于偕二氟环丁烯的反应中，期望通过形式上的硼氢化反应合成手性氟代环丁烷衍生物；然而，该反应经历了β-硼加成/氟消除，随后通过热解开环过程，生成了B,F-取代的1,3-二烯。这一结果表明，对偕二氟环丁烯进行催化不对称硼氢化存在一定的挑战。

夏莹研究员团队前期一直致力于过渡金属催化（含氟）小环化学的研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 10626; ACS Catal. 2022, 12, 8857; Chem. Sci. 2022, 13, 12419; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202304462; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202307129; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202319647; Adv. Sci. 2024, 11, 2401243; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202403602）。最近，该课题组发展了首例铑催化偕二氟环丁烯的不对称硼氢化反应，实现了手性α-硼基偕二氟环丁烷的对映选择性合成；通过一锅法原位加碱或钯催化剂，实现了手性单氟环丁烯的合成；该反应具有优异的区域选择性、非对映选择性和对映体选择性，目标产物手性α-硼基偕二氟环丁烷和手性单氟环丁烯是两类重要的有机合成中间体，为手性含氟环丁烷衍生物的多样化合成提供了一种有效的方法，极大地丰富了手性氟代环丁烷的种类。

该研究成果得到了国家自然科学基金（22371189、22001180、21801109、22301194）以及国家高层次人才项目的资助。相关测试和分析主要通过公共卫生与预防医学实验中心公共实验平台的400 M核磁共振仪和气质联用仪完成。

导师介绍：

夏莹，四川大学生物治疗全国重点实验室和华西公共卫生学院/华西第四医院研究员、博士生导师，公共卫生与预防医学实验中心主任。2010年本科毕业于北京理工大学。2010年至2015年在北京大学王剑波教授、张艳教授课题组攻读博士学位。2015年至2019年先后在美国德州大学奥斯汀分校和芝加哥大学Guangbin Dong（董广彬）教授课题组从事博士后研究工作。2019年加入四川大学开展独立研究工作，研究兴趣为过渡金属催化的小环化学、不对称催化和有机氟化学，目前所有文章（含合作）被引>5000次，h-index为36 （Scopus数据库），获得 2022 年 Thieme Chemistry Journals Award国际学术奖。课题组主页： https://www.x-mol.com/groups/SCU-Xia_Ying。

 

文章链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202401451

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