图 过渡金属催化肟的不对称氢化反应
在国家自然科学基金项目（批准号：21620102003、21991112）等资助下，上海交通大学张万斌教授团队在肟不对称氢化研究方面取得进展，相关成果以“镍催化肟的不对称氢化反应（Nickel-catalyzed asymmetric hydrogenation of oximes）”为题，于2022年6月13日发表在《自然·化学》（Nature Chemistry）杂志上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-022-00971-8。
手性羟胺是生物转化中一类重要分子，但一直缺乏有效的合成方法。通过不对称催化氢化肟（C=N-OH）制备手性羟胺（C-N-OH）是极具挑战的反应途径。其难点主要在于：1）肟分子中C=N双键的还原反应活性相对较低；2）N和O原子上孤对电子之间较强的排斥作用使N-O键极易断裂。因此，如何在提高催化剂活性的同时稳定N-O键，是实现肟的不对称氢化合成手性羟胺的关键。
近年来，张万斌教授团队基于催化剂与底物之间的弱相互作用机制，发展了多例利用稀有金属和丰产金属催化的高效不对称氢化反应。近期，该团队又成功实现了肟类化合物的不对称氢化（图）。理论计算表明，手性镍催化剂与肟底物之间形成的CH…π/HC弱相互作用不仅可以降低肟分子中C=N双键的还原反应能垒，提高催化氢化C=N键的反应活性，还可以稳定肟分子中极易断裂的N-O键。该研究成功解决了肟的不对称氢化制备手性羟胺这一难题，也为丰产金属不对称氢化提供了新思路。