（通讯员：张雨欣）具有手性中心的哌啶结构单元广泛存在于天然产物及药物分子中，比如抗癌药物Niraparib，抗精神病药物Preclamol等均含有手性哌啶结构单元。因此手性哌啶的构建对于制药行业极为重要。但是到目前为止手性哌啶的制备主要通过拆分或吡啶的不对称氢化获得。以非环原料直接通过不对称催化的方式构建手性哌啶的例子非常少见。
在过去的十年里，新加坡国立大学赵宇教授团队实现了一系列基于不对称借氢反应构筑手性胺类化合物、手性醇类化合物及手性氮杂环类化合物（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202410351; CCS Chem. 2024, DOI: 10.31635/ccschem.024.202404559;Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 5541-5562；J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 5007-5016； Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202212528； Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 20689-20694；Nat. Commun. 2021, 12, 5035；Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 18599-18604 ；ACS Catal. 2020, 10, 9464-9475；Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 11384-11389； Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 14082-14088； Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 7176-7180； ACS Catalysis, 2017, 7, 93-97； J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4944-4947；Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1399-1403）。基于作者在不对称
借氢领域的研究基础，特别是在多元醇胺化反应的积累，作者认为以1,5-戊二醇为原料直接通过两次胺化可实现手性哌啶的构建。
在前期的工作中，作者实现了以1,4-丁二醇为原料直接构建一系列手性吡咯烷类化合物（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 5007）。但是作者发现相同的条件并不适用于1,5-戊二醇。
基于作者开发的催化体系，作者合成出了系列手性哌啶类结构单元并将该方法应用于生物活性分子的合成。
此外，通过金属铱催化剂的进一步设计与反应条件的筛选，作者还实现了四氢异喹啉的对映选择性构筑，并将该策略应用于药物索利那新（Solifenacin）的合成。
机理研究发现，与前期1,4-丁二醇的胺化反应不同，1,5-戊二醇在金属铱催化剂[Ir]-9的作用下，二级醇优先发生氧化实现借氢过程，得到相应的手性氨基醇后再进行二次借氢反应最终生成相应的手性哌啶化合物。
总结：作者通过开发新的金属铱催化剂，以消旋的1，5-戊二醇为原料实现哌啶及四氢异喹啉的高对映选择性合成，进一步拓展了借氢反应在手性合成的应用，为氮杂环分子的合成提供全新的策略。
上述研究成果近期发表于J. Am. Chem. Soc.。第一作者为天津大学-新加坡国立大学福州联合学院刁焕琳博士，通讯作者为新加坡国立大学赵宇教授、福州联合学院杨彬淼副研究员及河北师范大学刘勇兵教授。
文献详情：
Iridium-Catalyzed Enantioconvergent Construction of Piperidines and Tetrahydroisoquinolines from Racemic 1,5-Diols
Huanlin Diao, Kexin Liu, Rong Yu, Jilin Chem, Yongbing Liu*,Bin-Miao Yang*, Yu Zhao*
J. Am. Chem. Soc.2024, DOI: 10.1021/jacs.4c12466
链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c12466
研究团队简介
赵宇课题组致力于高效绿色化学方法学和不对称催化方面的研究，尤其完成了通过借氢策略实现的高经济性不对称合成以及新颖手性杂环的制备。目前在Nat. Chem.、Nat. Synth、J. Am. Chem. Soc.、 Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Nat. Commun.等期刊发表论文80余篇。 欢迎有志于有机合成、不对称催化的同学加盟（课题组主页：http://zhaoyugroup.sg ）。
杨彬淼，福州学院副研究员。2011年本科毕业于兰州大学化学基地班，2016年博士毕业于兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室，师从涂永强院士。同年，获“博士后创新人才计划”资助加入云南大学从事博士后研究。2018年-2021年在新加坡国立大学分别以访问学者 (Visiting Fellow)，研究员 (Research Fellow) 及高级研究员 (Senior Research Fellow) 身份从事研究工作，合作导师为赵宇教授。2021年10月加入天津大学福州国际联合学院。目前在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Chem.等期刊发表论文近三十篇，主要从事不对称催化及新型配体和催化剂的设计合成研究。
