最近，南开大学周其林院士和朱守非教授科研团队基于铱催化α-取代丙烯酸酯的不对称催化氢化反应，发展了高收率、高立体选择性、操作简便甚至不需柱层析的合成聚脱氧丙酸酯的新策略。该方法中，催化剂的用量最低可降至万分之一，且无需使用敏感的金属试剂。该方法以目前最高的收率合成了天然产物phthioceranic acid以及ionomycin和borrelidin的关键中间体（DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01193）。
周其林院士简介
周其林教授，有机化学家，南开大学教授，中国科学院院士。1982年毕业于兰州大学化学系，同年考入中科院上海有机化学研究所，1987年获博士学位。1988年至1996年先后在华东理工大学、德国Max-Planck研究所、瑞士Basel大学、美国Trinity大学做博士后。1996年至1999年分别任华东理工大学副教授、教授、博士生导师。1997年获国家杰出青年基金资助。1999年受聘教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，任南开大学化学学院教授。2009年当选中国科学院院士。2010年当选中国化学会副理事长。2013年当选英国皇家化学会Fellow。
周其林教授主要从事金属有机化学、有机合成方法学、不对称催化、生物活性化合物和手性药物合成等研究。他发展了一类全新的手性螺环催化剂。这类催化剂在许多不对称合成反应中都表现出优异的催化效率和对映选择性，被国内外同行称为“周氏催化剂”，在国际上产生了重要影响，并成功用于多种手性药物的生产。他发表研究论文240余篇，出版著作14本（章），申请发明专利13项。2005年获中国化学会有机化学委员会“有机合成创造奖”，2006年获中国化学会“黄耀曾金属有机化学奖”，2007年和2013年两次获天津市“自然科学一等奖”，2007年获“日本学术振兴会讲座奖”，2010年获“中国侨界贡献奖（创新人才）”，2012年获中国化学会“手性化学奖”，2018年获中国化学会“化学贡献奖”。被评为“天津市劳动模范”，“天津市优秀科技工作者”和“全国优秀科技工作者”。目前担任《化学学报》主编，《CCS Chemistry》副主编、《有机化学》、《Acc. Chem. Res.》、《Angew. Chem. Int. Ed.》、《Chem. Sci.》、《J. Org. Chem.》、《Adv. Synth. Catal.》、《J. Mol. Catal. Chem.》、《Asian J. Org. Chem》、《Tetrahedron》、《Tetrahedron Lett》、《Helvetica Chimica Acta》、《Topics in Organometallic Chemistry》等期刊和丛书编委和顾问编委。
朱守非教授简介
朱守非教授，南开大学教授，博士生导师，“国家杰出青年基金”获得者，国家“万人计划”领军人才。2000年和2005年分别于南开大学化学学院获理学学士和博士学位；2012‒2013年在日本东京大学做博士后；2005年至今在南开大学化学学院元素有机化学研究所工作。
朱守非教授主要从事催化有机合成化学研究，重点研究了几类以氢转移为关键步骤的重要有机合成反应，主要取得以下成果：1）提出了“手性质子梭”概念，为金属催化的不对称质子转移反应提供了全新的解决方案，被称为“充满希望的未来研究领域”，为国内外多个课题组所采用，并引发了系列相关理论研究。2）发现了催化卡宾对硼氢键的插入反应，并实现了其不对称转化，被认为是“合成手性有机硼砌块的具有吸引力的方法”，并已经引发多个课题组的跟进研究。3）发展了多种用于烯烃氢化和硅氢化反应的高效催化剂，实现了多种重要羧酸类非甾体消炎药和生物碱的高效合成，部分成果已经被制药公司采用。他发表论文90篇，编写著作章节2篇；获授权5项中国专利，申请3项国际专利。曾入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”（2010年）、国家基金委“优秀青年科学基金”（2012年）、国家“万人计划”青年拔尖人才（2013年）、天津市“131”创新型人才培养工程（第一层次，2015年）、科技部“中青年科技创新领军人才”（2015年）、“长江学者奖励计划”青年学者（2016年）、国家杰出青年基金（2016年）、国家“万人计划”领军人才（2017）等人才计划和项目。曾获天津市自然科学一等奖2项（2007年和2013年，均为第三完成人），中国化学会青年化学奖（2012年），天津青年科技奖（2014年），Asia Core Program Lectureship Awards（2015年），天津青年五四奖章（2016年）等奖项。
前沿科研成果：基于铱催化α-取代丙烯酸的不对称氢化反应迭代合成聚脱氧丙酸酯结构
作者通过催化剂筛选发现膦上具有大位阻取代基的膦氮配体修饰的铱催化剂可以有效催化α-取代丙烯酸，获得100%的转化率和97%的ee值。三乙胺可以明显加速氢化反应的发生，反应可以放大到5克规模，并且催化剂的用量最低可降至万分之一。
图1. 不对称氢化反应的条件优化
（来源：Organic Letters）
随后，作者使用米氏酸与氢化产物进行缩合并还原，之后经过类曼尼希反应、水解再次引入α-取代丙烯酸结构，并用于氢化。反应对于R或S构型催化剂均可获得优秀的ee值与dr值，这也充分说明第二个手性甲基构型完全由催化剂控制。整个迭代过程的收率大于83%，并且中间过程不需要柱层析操作，因为杂质可以在水解的后处理步骤除去。
图2. 第一次迭代引入第二个手性甲基
（来源：Organic Letters）
之后，作者用该策略合成了天然产物结构中广泛存在的三元脱氧丙酸酯结构。反应同样可以较高的收率得到目标产物，且立体选择性良好。
图3. 第二次迭代引入第三个手性甲基
（来源：Organic Letters）
为了彰显这一迭代合成过程的有效性，作者合成了天然产物ionomycin和borrelidin的关键中间体。与文献合成方法相比，有效地提高了中间体的收率和光学纯度。
图4. ionomycin和borrelidin关键中间体合成
（来源：Organic Letters）
最后，作者合成了结核杆菌细胞壁上脂质结构的侧链phthioceranic acid。该结构对于研究结核杆菌感染过程的免疫响应具有重要作用。因此，该结构的高效合成可能会加速结核杆菌疫苗的有效开发。最终，作者以19步，34%的总收率合成了phthioceranic acid。这是目前文献已报道的最高收率。
图5. phthioceranic acid的全合成
（来源：Organic Letters）
该研究成果发表于Organic Letters（DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01193）。文章的第一作者是南开大学周其林院士的博士生车稳同学，通讯作者是周其林教授和朱守非教授。该工作得到了国家自然科学基金、教育部“111计划”、国家万人计划的经费支持。
原文链接：http://www.chembeango.com/news/art?id=21862
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