近日，江智勇教授课题组在国际化学顶级期刊Journal of the American Chemical Society（美国化学会志）上发表题为“Conjugate Addition−Enantioselective Protonation of N-Aryl Glycines to α-Branched 2-Vinylazaarenes via Cooperative Photoredox and Asymmetric Catalysis”的最新研究成果。
可见光不对称催化是一种重要的手性化合物合成手段。它通过可见光驱动光敏催化剂至激发态后与底物发生单电子氧化还原从而完成相关自由基类型反应，反应过程中利用手性催化剂控制产物的手性中心形成。由于自由基反应速度快且通常具有强烈的非手性背景反应，如何获得高立体选择性具有极大的挑战性。正因如此，尚无构建手性含氮芳香杂环化合物的相关报道。
该课题组一直致力于不对称有机催化构建远程手性中心的系列反应研究，即不对称插烯反应（Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10069; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6666; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3684）与不对称共轭加成—质子化反应（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1299; Chem. Sci. 2016, 7, 6060）。同时，他们业已发展了一种新型、高效的非金属可见光催化剂DPZ（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 11443; ACS Catal. 2016, 6, 3708; ACS Catal. 2016, 6, 6853）。尤其地，2017年他们首次提出了可见光不对称催化质子化反应用于1,2-二酮的不对称还原（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13842）。基于此并鉴于手性含氮芳香杂环化合物在医药领域的重要性，他们通过建立DPZ与手性螺环膦酸（CPA）的可见光协同催化体系，完成了N-芳基甘氨酸与含氮芳香杂环活化末端烯烃的自由基共轭加成—质子化反应，高产率与高立体选择性合成出3-(2-吡啶)-3-取代胺以及3-(2-喹啉)-3-取代胺两类手性杂环化合物。通过吡啶类产物的两步衍生高产率制备光学纯抗组胺药物苯吡胺，他们充分显示了这一方法学的重要应用前景。
该工作的科学意义在于成功突破不对称质子化仅用于构筑手性羰基化合物的局限性，并为α-叔碳手性含氮杂环化合物的不对称合成提供了新的合成途径。尤为重要的是，这是首例通过可见光不对称催化实现含氮芳香杂环化合物高立体选择性合成，将有力地促进这一催化合成手段在多类型重要手性含氮芳香杂环化合物不对称合成中的应用与发展。
论文第一作者为2014级博士研究生尹艳丽同学，江智勇教授为唯一通讯作者。研究工作受到国家自然科学基金、河南省及河南省教育厅科技创新团队及河南大学杰出青年培育计划等项目的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b01575
