2024年4月8日，我院宋秋玲教授课题组在《自然化学》（Nature-Chemistry）在线发表了题为“Copper-catalysed asymmetric hydroboration of alkenes with 1,2-benzazaborines to access chiral naphthalene isosteres”的研究论文，开发了一种铜催化的对映选择性硼氢化反应，从各种烯烃和2,1-硼氮杂萘中获得对映体富集的α-碳中心手性硼氮杂萘和联烯型轴手性硼氮杂萘化合物。

生物电子等排体替代是药物发现的一种重要策略。萘是一种广泛存在于生物活性分子中的药效基团和核心元素，具有抗菌、抗癌、抗炎等活性。近年来，2,1-硼氮杂萘作为萘的电子等排体受到大家高度关注（图1a）。2,1-硼氮杂萘的 N-H 基团可作为氢键供体与蛋白质结合，表现出比其全碳类似物更好的生物活性（图1b）。另外，三维元素的引入有利于改善和提高分子的生物活性以及物理性质。含萘骨架的手性分子在市售药品与生物活性分子中占据一席之地（图1c）。然而，由于缺乏有效合成方法，具有等电性的2,1-硼氮杂萘手性类似物目前尚未被探索。

图1 研究背景及设计思路

宋秋玲教授课题组一直致力于有机硼化学领域研究（Acc. Chem. Res., 2021, 54, 2298-2313）。近年来，在硼氮杂芳烃的合成与手性构筑方面取得了一系列成果（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 10048-10053; Org. Chem. Front. 2023, 10, 127-132; Nat. Commun. 2023, 14, 4438; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202313388; Chem. 2024, 10, 317-329; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202318613；Org. Chem. Front. 2024, DOI: 10.1039/D4QO00176A）。作者设想是否能够通过2,1-硼氮杂萘与烯烃的不对称硼氢化反应，以构建手性硼氮杂萘化合物（图1d）。然而，目前涉及过渡金属催化2,1-硼氮杂萘B-H键活化的相关研究较少，要想实现成功转化将是一个艰巨的挑战。

近日，福州大学化学学院宋秋玲教授课题组开发了一种铜催化的对映选择性硼氢化反应，从各种烯烃和2,1-硼氮杂萘中获得对映体富集的α-碳中心手性硼氮杂萘和联烯型轴手性硼氮杂萘化合物。值得注意的是，文章中所得到的手性化合物分别代表新型手性硼、新型手性偕二硼以及新型手性联烯基硼化合物。这些化合物在文献中都未曾报道。并通过复杂分子的后期修饰、生物活性分子类似物的合成以及所得产品的衍生化，进一步证明了这种化学的价值。

相关工作最近发表在Nature Chemistry上（DOI: 10.1038/s41557-024-01505-0）。上述研究工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金以及福州大学的大力支持。本工作的第一作者是福州大学化学学院硕士研究生苏婉兰，通讯作者是福州大学化学学院宋秋玲教授、杨凯副研究员和南方科技大学余沛源教授。福州大学化学学院硕士研究生朱吉德、张旭和邱卫华对实验部分做出了重要贡献，南方科技大学博士研究生陈宇对理论计算部分做出了重要贡献。

论文信息

“Copper-catalysed asymmetric hydroboration of alkenes with 1,2-benzazaborines to access chiral naphthalene isosteres”, Wanlan Su, Jide Zhu, Yu Chen, Xu Zhang, Weihua Qiu, Kai Yang*, Peiyuan Yu* and Qiuling Song*, Nat. Chem. 2024, doi: 10.1038/s41557-024-01505-0