研究背景
動態分子分離策略是合成化學領域的一個重要研究方向，因其能在不依賴保護基的情況下，高效、選擇性地組裝具有細微差異的分子同系物，成為了研究熱點。然而，在實際應用中，如何精準區分和有序引入結構相似、物理化學性質相近的分子同系物仍然是一個巨大的挑戰，尤其是對于脂肪胺等具有強結合金屬能力的化合物，其分離和選擇性控制面臨諸多困難。為了突破這一瓶頸，傳統的分子分離方法多依賴于逐步合成或使用固定功能基團，但這些方法效率低、操作繁瑣，且往往無法應對復雜合成中的多重選擇性問題。因此，開發一種能夠在一個步驟內精準區分和組裝不同胺類的策略成為了合成化學的關鍵難題。有鑒于此，中國科學技術大學黃漢民團隊在“Nature Chemistry”期刊上發表了題為“Dynamic amine sorting enables multiselective construction of unsymmetrical chiral diamines”的最新論文。研究者們提出了一種動態胺分離策略，通過金屬催化的胺甲基化反應來實現胺同系物的高效區分。該策略利用了胺甲基環鈀配合物的形成，能夠根據胺的電子性質優先選擇性地將電子豐富的胺引入反應中，避免了催化劑失活問題。此外，該策略不僅能精確區分具有細微差異的胺類，還能實現高選擇性地構建非對稱手性二胺，顯著提高了反應的化學、區域和對映選擇性。通過這一創新方法，研究人員成功解決了脂肪胺的精準分離和組裝難題，為復雜分子的合成提供了新的高效解決方案。
研究亮點
（1）實驗首次提出了動態胺分離策略，并成功實現了胺同系物的高效區分。通過結合金屬催化劑的化學選擇性生成胺甲基環鈀配合物，實驗有效地區分了具有微小差異的脂肪胺同系物。（2）實驗通過調節金屬催化劑的電子密度，優化了胺分離過程，從而實現了胺甲基胺化反應的高選擇性。通過該策略，不同的胺可以在催化劑的作用下被選擇性地轉化為環鈀配合物，隨后通過C–N鍵交換進行動態排序。更具電子豐富性的胺更傾向于形成更穩定的環鈀配合物，而電子貧乏的胺則集中在溶液中作為游離胺。（3）通過動態胺分離策略，成功實現了高效的非對稱二胺合成。該方法具有很高的化學選擇性、區域選擇性和對映選擇性。通過在二烯體反應中引入不同的胺，成功合成了多種非對稱手性1,3-二胺。
圖文解讀
總結展望
本文的研究通過金屬催化的胺類分揀策略，成功實現了對具有微小結構差異的胺類分子的精準區分和有序引入，突破了傳統合成中對復雜胺類選擇性不足的瓶頸。這一策略不僅體現了金屬配合物在分子識別和選擇性調控中的強大潛力，還為胺類化合物的高效立體選擇性合成開辟了新路徑。研究顯示，該方法不僅能夠有效區分開鏈胺與芳香胺，還能根據電子性質和氫鍵作用精確控制反應位點。更為重要的是，這一策略被成功應用于復雜藥物分子的合成中，例如NR2B拮抗劑的高效合成，大幅縮短了合成步驟，提高了總收率，展現了極高的應用價值。這項工作表明，精心設計的金屬催化體系可以成為超越酶類工具的新選擇，為復雜分子的合成提供了更靈活且通用的方法。 Cai, S., Zhao, Z., Yang, G. et al. Dynamic amine sorting enables multiselective construction of unsymmetrical chiral diamines. Nat. Chem. (2024). https://doi.org/10.1038/s41557-024-01673-z
