手性四氢-β-咔啉或色氨酸为多种生物活性化合物提供了框架。这种基本结构存在于天然化合物中，是药品的必要成分。生物活性结构及其衍生物的合成始于不对称 Pictet-Spengler 反应，这是羰基和胺（色胺）之间的酸催化反应。

然而，通过该方法可以合成的化合物的范围受到限制，因为羰基主要衍生自醛。鉴于 Pictet-Spengler 反应在药品开发中的重要性，通过取代其他含羰基化合物来扩大反应范围仍然是一个活跃的研究领域。

，日本V体育和大阪大学的Shuichi Nakamura教授及其团队成功演示了无环的Pictet-Spengler反应α-酮酯作为羰基源。 ”我们成功地演示了无环α-酮酯与色胺的首次对映选择性Pictet-Spengler反应，并使用我们小组开发的手性咪唑啉-磷酸催化剂记录了该反应优异的产率和对映选择性”，中村教授说。

有机化合物，尤其是含有手性碳原子的药物可以形成对映体，这是一对彼此不可重叠的镜像的分子结构。由于这些异构体具有不同的生物活性，因此在其镜像中选择特定的异构体，即“对映选择性合成”，是药品生产的关键标准之一。

为了高产率获得有利的对映体，研究人员首先研究了色胺与α-酮酯在各种手性催化剂的存在下。使用2-氧代戊酸烷基酯作为α-酮酯，当色胺与含乙基的2-氧代戊酸烷基酯在具有咪唑啉基团的手性磷酸催化剂（手性双-(咪唑啉)-磷酸催化剂）存在下结合时，获得了最高的产率（99%）和对映选择性（78%）。

确定最佳催化剂后α-酮酯反应物，研究人员开始使用含有给电子基团或吸电子基团的色胺合成多种色氨酸。他们进行的反应产生了高产率和对映选择性，证明了他们方法的有效性。 ”这些结果是无环 α-酮酯与色胺发生对映选择性 Pictet-Spengler 反应的第一个例子，”中村教授评论道。

发现手性催化剂中的咪唑啉基团在反应中发挥着关键作用，特别是在对映体的选择和色胺反应物的活化方面。研究人员表示，由于催化剂和反应物之间的相互作用，该反应通过形成两种中间体而发生。最初的反应被认为发生在催化剂和色胺之间，形成色胺的铵盐（第一个中间体）。反过来，该化合物被认为与α-酮酯并产生第二种酮亚胺中间体，最终产生 Pictet-Spengler 产品。研究人员利用密度泛函理论研究过渡态，发现最终产物的立体选择性或对映选择性是由于酮亚胺中间体形成空间位阻较小的（R）异构体而产生的。

研究结果可能会促进新药品的开发，对改善人类健康具有潜在的重大影响。 ”我们将能够合成以前难以合成的药物，这可能会改善我们的生活质量。也有可能合成廉价的农用化学品，从而增加安全可靠食品的产量”，乐观的中村教授评论道。

　

图1：以无环α-酮酯作为羰基源对映选择性合成Pictet-Spengler产品的手性催化剂
Pictet-Spengler 反应过程中产生的酮亚胺中间体产生的空间位阻较少的 (R)-异构体可导致最终产品具有显着的对映选择性，这有助于设计先进的药物和肥料产品。
图片提供：来自 NITech 的 Shuichi Nakamura

　

图 2：日本科学家报道了无环 α-酮酯与色胺的首次对映选择性 Pictet-Spengler 反应
从左下角顺时针方向
(1) 含有生物活性手性四氢-β-咔啉的各种药品
(2) 所提出的使用手性催化剂和α-酮酯反应物的方法
(3) 最终对映选择性产物形成之前的过渡态
图片提供：来自 NITech 的 Shuichi Nakamura

参考

原始论文标题	无环的对映选择性 Pictet−Spengler 反应α-酮酯 使用手性咪唑啉磷酸催化剂
期刊	有机字母
DOI

关于t中村秀一教授

博士。 Shuichi Nakamura 是日本V体育 (NITech) 生命与材料化学系教授。他在 NITech 学习有机化学，并于 2001 年获得博士学位，并于同年担任助理教授。目前的研究兴趣包括不对称反应和不对称催化剂。他的博士论文和其他几篇论文获得了井上青年科学家研究奖（2001 年）。他发表了 152 篇出版物，引用次数超过 7000 次，并与人合着了 7 本书。

资金信息

这项研究得到了高桥工业经济研究基金会、安斯泰来代谢紊乱研究基金会和盐野健康基金会的支持。计算是在日本冈崎计算科学研究中心进行的。

联系方式

中村修一教授
电子邮件：nakamurashuichi[at]nitechacjp
+81-52-735-5245
链接：

＊联系时请将[at]替换为@。