手性药物中间体的高效绿色手性催化合成具有广泛的应用前景和重要的战略意义，其中发展多相手性催化合成新技术以彻底革新传统的不连续釜式反应技术引起学术界和工业界的广泛关注。然而，多相手性催化面临立体/手性选择性和催化活性较低的瓶颈问题。因此，成熟的多相手性催化技术在手性化合物合成领域的规模化应用示例尚不多见。中国科学院大连化学物理研究所杨启华研究员（点击查看介绍）课题组长期以来围绕多相手性催化开展了研究工作，发展了纳米反应器中手性催化策略，观察到纳米反应器中双分子耦合反应加速现象。近日，该团队利用协同催化效应实现了喹啉衍生物的高效多相手性催化合成。

光学活性的1,2,3,4-四氢喹啉衍生物在生物医药方面有重要的应用，以氢气作为氢源通过喹啉的不对称氢化反应合成光学活性的1,2,3,4-四氢喹啉化合物是一种高效且环境友好的合成路线。喹啉衍生物不对称氢化面临的主要问题是底物的芳香性较强，增加了其化学转化的难度。为了解决上述问题，该研究团队将底物活化位点布朗斯特酸中心和手性催化中心共同引入到多孔聚合物中，通过酸中心和手性催化中心的协同催化效应实现了喹啉衍生物的手性氢化反应和手性氢化/还原胺化的串联反应。

图1. 双功能多相手性催化剂的合成示意图

以乙烯基功能化的手性二胺配体VDPEN和乙烯基功能化的TsONa作为手性催化活性位和酸催化活性位前体，通过自由基引发聚合制备了一系利含有不同活性位比例的多孔聚合物催化剂（图1）。在2-甲基喹啉的不对称氢化反应中，酸性位和手性氢化位点之比与多相催化剂的活性呈现火山型曲线（图2）。酸性位点的存在大幅度提高了多相手性催化剂的催化活性，表明酸中心和手性催化中心之间存在协同催化效应。此外，酸性位点的引入可以有效抑制阳离子型手性催化剂在循环过程中由于阴离子流失造成的活性下降，在一定程度上提高了固体催化剂的循环稳定性。更重要的是该双功能催化剂可通过手性氢化和酸催化连续串联反应实现苯并喹诺里西啶的绿色催化合成（图2）。底物活化位点和手性催化位点的协同催化为高效多相手性催化剂的合成提供了新思路。

图2. (a) 酸性位点和手性催化位点的比例与TOF的关系，(b) 底物拓展，(c) 循环实验，(d)双功能催化剂催化的串联反应。

这一成果近期发表在ACS Catalysis 上，文章第一作者是大连化学物理研究所的博士研究生陶琳。

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Efficient Asymmetric Hydrogenation of Quinolines over Chiral Porous Polymers Integrated with Substrate Activation Sites

Lin Tao, Yiqi Ren, Chunzhi Li, He Li, Xuelian Chen, Lina Liu, Qihua Yang*

ACS Catal., 2020, 10, 1783-1791, DOI: 10.1021/acscatal.9b04838

导师介绍

杨启华

https://www.x-mol.com/university/faculty/22768