史炳锋课题组在惰性亚甲基sp3碳氢键烷基化方面取得进展

惰性碳氢键的选择性活化和官能团化，以基本碳氢键作为合成子，无需进行预官能团化，从而极大地减少了反应步骤，提高了合成效率，成为近年来的研究热点之一。然而，由于碳氢键的键能很高，而且碳原子和氢原子的电负性相近，很难极化，另外，在同一个分子中，往往具有多个化学环境极为相似的碳氢键，因此，惰性碳氢键的选择性活化和化学转化极为困难。而sp³碳氢键尤其是亚甲基sp³碳氢键相对更为惰性，而且缺乏与过渡金属配位的π-体系，从而极难活化；另外，其活化后产生的碳-过渡金属中间体也很容易发生β-氢消除等副反应，因此，后续转化也更具挑战性。

近年来，史炳锋课题组致力于发展惰性sp³碳氢键尤其是亚甲基sp³碳氢键的选择性活化方法，并应用于具有重要生理活性小分子砌块和天然产物的全合成和后期修饰。该课题成功实现了亚甲基sp³碳氢键的烷氧化反应（Chem. Sci. 2013, 4, 4187），串联sp³碳氢键活化合成手性α-氨基-β-内酰胺（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13588），惰性sp³碳氢键的芳基化反应（Chem. Commun. 2014, 50, 8353; Chem. Commun. just accepted）等。该课题组在前期研究中，实现了钯催化的惰性sp³碳氢键活化/烷基化反应用于合成手性非天然氨基酸，然而，亚甲基碳氢键的烷基化仅能使用不含β-氢的烷基化试剂（Chem. Sci. 2013, 4, 3906）。为解决这一难题，最近，该课题组的陈凯同学成功发展了磺酰胺配体促进的亚甲基sp³碳氢键烷基化反应并对反应的机理进行了初步探讨。该烷基化反应的底物范围广泛，可以用于不对称合成各种β-烷基化的非天然氨基酸。另外，他们也采用串联碳氢键活化，实现了β，β-双取代手性氨基酸的合成。该研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.201407848)上。

该工作的第一作者为浙江大学化学系2008级本科生陈凯同学，其在史炳锋课题组已经发表第一作者文章三篇 (Angew.; Chem. Sci.和Chem. Commun.) 以及合作文章（Angew.; Chem. Sci.和Synlett）。该项工作得到科技部973项目、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金重点项目、钱江人才、中央高校基本科研业务费和浙江大学特聘研究员启动经费的支持！