中科院上海有機化學研究所金屬有機化學國家重點實驗室研究員遊書力團隊在研究銥絡合物催化的不對稱烯丙基取代反應時,發現了一種獨特現象:在不改變反應體系中手性源絕對構型的條件下,僅透過調節反應時長即可高對映選擇性地分別獲得目標產物分子的一對對映異構體。該研究成果日前發表於《自然—化學》。
研究人員發現,6—羥基異喹啉與外消旋烯丙基碳酸酯在手性銥絡合物催化下,可以在甲醇中發生不對稱烯丙基取代反應,生成手性烯丙基胺衍生物。若控制反應時長為10小時,可高對映純度獲得(R)構型目標產物;若將反應時長縮短至6分鐘,則可高對映純度獲得(S)構型目標產物。利用該類反應可在不改變手性催化劑絕對構型的情況下,僅透過調節反應時長,即可高對映選擇性地製備手性烯丙基胺類分子的不同對映異構體。
機理研究表明,在該反應條件下存在手性銥催化劑對烯丙基碳酸酯和烯丙基胺的兩種動力學拆分作用。當兩個動力學拆分體系的反應速率匹配時,即可在不同的反應時長觀察到絕對構型相反的烯丙基胺對映異構體的富集。反應時長依賴的對映發散性合成現象可以看成一場“龜兔賽跑”。生成(S)構型烯丙基胺的過程就像速度很快的兔子,雖然可以在短時間內接近終點,但是其不願在終點停留,從另一條岔路離開了;生成(R)構型烯丙基胺的過程就像一隻烏龜,雖然速度很慢,但總能在較長的時間後到達終點。