一、雷愛【科學(xué)背景】

不對(duì)稱脲通常存在于藥物和生物活性化合物中，文團(tuán)是隊(duì)再的選臨床批準(zhǔn)藥物的常見成分，從抗精神病藥物（例如，實(shí)現(xiàn)2022年市場價(jià)值20.4億美元的不對(duì)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(gòu)建具有胺結(jié)構(gòu)單元的合成尿素衍生物的共反應(yīng)物。然而，雷愛由胺合成不對(duì)稱脲面臨一個(gè)主要瓶頸—難以區(qū)分胺，文團(tuán)這通常會(huì)導(dǎo)致對(duì)稱脲的隊(duì)再的選競爭性生成。因此，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)策略在不對(duì)稱脲的不對(duì)構(gòu)建中選擇性引入兩種不同的胺仍然是一個(gè)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(xué)物理研究所何林研究員聯(lián)合武漢大學(xué)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(bào)道使用了一種同步識(shí)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(jìn)攻金屬中心。以這些原理為指導(dǎo)，研究人員提出了一種“同步識(shí)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(shí)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(yīng)，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(duì)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(duì)稱脲中的應(yīng)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(duì)稱脲。

據(jù)報(bào)道，這已是雷愛文教授團(tuán)隊(duì)今年發(fā)表的第三篇頂刊。7月12日，武漢大學(xué)雷愛文教授團(tuán)隊(duì)在Science發(fā)文，首創(chuàng)程序化交流電合成新技術(shù)應(yīng)用于銅催化碳?xì)滏I轉(zhuǎn)化反應(yīng)（全球首創(chuàng)！登頂Science！武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功解決這一科學(xué)難題！）；8月29日，武漢大學(xué)雷愛文/李武教授團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表電催化同位素標(biāo)記突破性研究成果（武漢大學(xué)Nature電催化制氘）。

圖1? 不對(duì)稱脲的合成策略圖示? 2024 AAAS

圖2? 同步識(shí)別的機(jī)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(fù)雜脲的合成? 2024 AAAS

圖5? 藥物分子或前藥的合成? 2024 AAAS

三、【科學(xué)啟迪】

綜上，本研究探索了一種電合成與熱合成串聯(lián)，精準(zhǔn)合成非對(duì)稱脲類化合物。研究人員通過原位同步輻射技術(shù)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(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)，揭示了Cu催化劑與仲胺之間的高效電子轉(zhuǎn)移，并通過位阻效應(yīng)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(duì)稱脲中的應(yīng)用，高選擇性合成近40種非對(duì)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。