一、雷愛【科學背景】

不對稱脲通常存在于藥物和生物活性化合物中，文團是隊再的選臨床批準藥物的常見成分，從抗精神病藥物（例如，實現(xiàn)2022年市場價值20.4億美元的不對cariprazine）、抗HIV藥物（利托那韋）和抗生素（帕霉素）到其他藥物化合物中廣泛存在。稱脲材料光氣、擇性二氧化碳和一氧化碳通常用作構建具有胺結構單元的合成尿素衍生物的共反應物。然而，雷愛由胺合成不對稱脲面臨一個主要瓶頸—難以區(qū)分胺，文團這通常會導致對稱脲的隊再的選競爭性生成。因此，實現(xiàn)設計策略在不對稱脲的不對構建中選擇性引入兩種不同的胺仍然是一個重要的挑戰(zhàn)。

二、稱脲材料【創(chuàng)新成果】

近日，擇性中科院蘭州化學物理研究所何林研究員聯(lián)合武漢大學雷愛文教授在Science上發(fā)表了題為“Synchronous recognition of amines in oxidative carbonylation toward unsymmetrical ureas”的論文，報道使用了一種同步識別策略來區(qū)分活化仲胺和伯胺。與伯胺相比，仲胺更容易被氧化。相反，伯胺的空間位阻較小，與仲胺相比，這可能允許伯胺優(yōu)先進攻金屬中心。以這些原理為指導，研究人員提出了一種“同步識別”策略，該策略依賴于氧化還原性質(zhì)和親核性的差異來識別不同的胺。具體的，一種金屬催化劑可以通過將仲胺氧化為自由基中間體來有效地區(qū)分仲胺和伯胺，另一種催化劑可以通過空間控制的親核羰基化過程優(yōu)先與伯胺反應，得到金屬酰胺。通過協(xié)同催化將這些片段偶聯(lián)，可以產(chǎn)生高選擇性的不對稱脲。研究人員成功地證明了這一策略在使用協(xié)同Cu-Co雙金屬催化合成不對稱脲中的應用。該方法分別通過自由基和親核活化以1:1的摩爾比區(qū)分仲胺和伯胺，選擇性合成不對稱脲。

據(jù)報道，這已是雷愛文教授團隊今年發(fā)表的第三篇頂刊。7月12日，武漢大學雷愛文教授團隊在Science發(fā)文，首創(chuàng)程序化交流電合成新技術應用于銅催化碳氫鍵轉化反應（全球首創(chuàng)！登頂Science！武漢大學團隊成功解決這一科學難題！）；8月29日，武漢大學雷愛文/李武教授團隊在Nature上發(fā)表電催化同位素標記突破性研究成果（武漢大學Nature電催化制氘）。

圖1? 不對稱脲的合成策略圖示? 2024 AAAS

圖2? 同步識別的機理研究? 2024 AAAS

圖3? 底物適用范圍? 2024 AAAS

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圖4? 生物活性分子的范圍和復雜脲的合成? 2024 AAAS

圖5? 藥物分子或前藥的合成? 2024 AAAS

三、【科學啟迪】

綜上，本研究探索了一種電合成與熱合成串聯(lián)，精準合成非對稱脲類化合物。研究人員通過原位同步輻射技術及電子順磁共振波譜研究了銅催化劑與伯胺和仲胺之間的單電子轉移動力學，揭示了Cu催化劑與仲胺之間的高效電子轉移，并通過位阻效應發(fā)現(xiàn)了Co催化劑與伯胺的匹配規(guī)律。隨后成功地證明了這一策略在使用協(xié)同Cu-Co雙金屬催化合成不對稱脲中的應用，高選擇性合成近40種非對稱脲類藥物衍生物，顯示出該方法在藥物合成中的巨大潛力。

原文詳情：Synchronous recognition of amines in oxidative carbonylation toward unsymmetrical ureas (Science, 2024, 386, 776-782)

本文由賽恩斯供稿。