南开大学周其林院士，最新Nature子刊！

第一作者：Xuan-Ge Zhang

通讯作者：周其林

通讯单位：南开大学

周其林，有机化学家，中国科学院院士，南开大学化学学院教授、博士生导师。主要研究不对称催化，包括设计合成新型手性配体和手性催化剂，开发新的不对称催化反应；生物活性的手性天然和非天然化合物合成；手性药物合成。

论文速览

手性酰胺是许多天然产物和药物中的重要结构，但由于其弱的路易斯碱性，从简单的酰胺原料有效合成手性酰胺还是一个挑战。本论文提出了一种通过卡宾N-H插入反应的对映选择性合成手性酰胺的新方法。该方法利用非手性的二茂催化剂和手性酰胺共催化剂，实现了从简单酰胺原料到手性酰胺的高效合成。

该合成方法具有温和的反应条件、快速的反应速率（所有情况下1 min内完成）以及广泛的底物适用性，并且具有高收率和出色的对映体选择性。此外，该方法还展示了其在合成潜力上的应用，通过进一步的产品转化证明了这一点。机理研究揭示了催化剂与反应中间体之间的非共价相互作用在对映体控制中起着关键作用。

图文导读

图1：含有手性酰胺结构的生物活性分子，并对比传统的手性酰胺合成路径与本文提出的方法。

图2：酰胺N-H键卡宾的对映选择性插入。

图3：底物范围和生物活性分子的后期功能化。

图4：放大实验和插入产物的转化。

图5：可能的反应机理，并探讨电子效应与对映体选择性之间的相关性，以及重氮化合物中羰基的重要性。

图6：R和S产物的最低能量过渡态结构。

总结展望

本文成功建立了一种通过卡宾插入酰胺N-H键对手性酰胺进行对映选择性N-烷基化的有效和直接的方法。这种方法具有温和的反应条件、快速的反应速率和广泛的底物适用性。

该转化的成功依赖于非手性二茂催化剂和手性酰胺共催化剂的联合特性。DFT研究和IGMH分析表明，催化剂与反应中间体之间的非共价相互作用对对映体控制至关重要。未来的工作将专注于将这种策略应用于使用其他烷基化试剂对酰胺进行烷基化。

文献信息

标题：Enantioselective synthesis of chiral amides by carbene insertion into amide N-H bond

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48266-5

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