新型平面手性卡賓催化劑

含咪唑基的氮雜環(huán)卡賓（NHCs）是一組通用型催化劑分子，可作為配體用于過渡金屬催化劑中，還可作為不含金屬的有機(jī)催化劑單獨(dú)使用。化學(xué)家們還希望這些化合物的對映版本可用于制備手性分子，但目前為止，只有極少數(shù)成功案例被報道。

美國西北大學(xué)的Christopher T.Check和Karl A.Scheidt所帶領(lǐng)的研究小組試圖通過熔融金屬夾心與NHC框架組成的三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合物來改變這種局面。在研究過程中，他們創(chuàng)建了一類新型的剛性平面手性咪唑環(huán)，通過改變咪唑環(huán)上的取代基，該咪唑環(huán)可以在配體和有機(jī)催化劑之間進(jìn)行角色變換。

西北大學(xué)的化學(xué)家們首次合成了二茂鐵衍生物，其一側(cè)的NHC骨架上連接了1個環(huán)戊二烯配體，另一側(cè)的NHC骨架上連接了一個帶有偽麻黃堿側(cè)鏈的環(huán)戊烯并吡啶配體。研究人員將該對映異構(gòu)體分離后，額外進(jìn)行了一個測定反應(yīng)次序的實(shí)驗(yàn)，以最終確定該平面手性咪唑環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

耶魯大學(xué)的Scott J.Miller認(rèn)為：這種新的分子對于在催化劑載體材料——NHC配體末端鍵合基團(tuán)以形成平面手性概念是一種創(chuàng)造性的表達(dá)，研究人員提供了優(yōu)化催化劑的新途徑，這是一項發(fā)人深省的、具有激勵性的工作。Miller所帶領(lǐng)的團(tuán)隊致力于立體復(fù)雜分子催化合成方法的研究。

利用該二茂鐵基的手性NHC，Scheidt和同事進(jìn)行了一系列的反應(yīng)，如使用該NHC作為一種對映選擇性有機(jī)催化劑用于催化α-酮酯上高烯醇化合物的加成反應(yīng)；將NHC和鎳用于苯丙炔與醛類化合物的還原偶聯(lián)，生成具有較高位置選擇性和對映體過量百分率（與已報道的相比）的烯丙基醇類化合物。此外，研究人員進(jìn)一步研究了NHC/銅和NHC/銠等配合物的性能。

德國明斯特大學(xué)的 Frank Glorious對此評論道：“這些卡賓配合物是靈活模塊化設(shè)計的結(jié)果。研究人員充分證明了NHCs令人難以置信的通用性能，它們既可以作為手性有機(jī)催化劑單獨(dú)使用，又可以作為催化不對稱轉(zhuǎn)換的鎳、銅基催化劑的配體。若NHCs能夠盡快商業(yè)化，其產(chǎn)生的效益將是巨大的?！?/p>

（本欄目編輯：李麗平）