有機(jī)催化是一種利用不含活性金屬反應(yīng)中心的亞化學(xué)劑量的有機(jī)小分子來(lái)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行加速的過(guò)程。近年來(lái)有機(jī)小分子催化成為不對(duì)稱合成研究的熱點(diǎn)，有機(jī)小分子催化劑具有操作簡(jiǎn)單、易于獲取、價(jià)格低廉、可穩(wěn)定貯藏，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。氫鍵活化作為小分子合成催化體系中親電試劑激活的重要途徑已引起了有機(jī)化學(xué)家的廣泛關(guān)注，手性硫脲催化劑是一種可以提供兩個(gè)氫鍵的典型的雙功能有機(jī)小分子催化劑。硫脲的兩個(gè)氮上氫原子可以和亞胺，醛，酮，硝基等底物形成兩個(gè)氫鍵，增強(qiáng)其親電性；同時(shí)硫脲的手性片段和親核試劑作用提高對(duì)映選擇性。
最常見(jiàn)的是以手性環(huán)己二胺為骨架的硫脲催化劑，另外比較常見(jiàn)的是基于天然手性池“核心結(jié)構(gòu)”的硫脲。例如：天然氨基酸結(jié)構(gòu)，雞金納堿，糖苷等，脫氫松香胺等。還有易于合成的1,2-二苯乙二胺，手性聯(lián)萘胺等骨架的硫脲。手性硫脲催化劑在許多不對(duì)稱有機(jī)催化反應(yīng)中表現(xiàn)出了非常優(yōu)秀的催化活性，如strecker反應(yīng)、Michael反應(yīng)、Mannich反應(yīng)、Aza-Henry反應(yīng)、Aldol反應(yīng)、Baylis-Hilman反應(yīng)、Friedel-Crafts反應(yīng)、反轉(zhuǎn)電子的Diels-Alder反應(yīng)、串聯(lián)Michael/環(huán)化反應(yīng)、不對(duì)稱還原反應(yīng)，糖苷化反應(yīng)等等)。1998年，Jacobson等人首先報(bào)道了利用手性硫脲催化不對(duì)稱strecker反應(yīng)【J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4901】，他們開(kāi)發(fā)的硫脲是以叔亮氨酸酰胺和手性環(huán)己二胺為骨架。后續(xù)他們又報(bào)道了利用此類手性硫脲用于不對(duì)稱Mannich反應(yīng)【J. Am. Chem. Soc.2002, 124, 12964】，不對(duì)稱pictet-spengler反應(yīng)【J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10558】，不對(duì)稱Aza-Henry反應(yīng)【Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 466】，不對(duì)稱Michael反應(yīng)【J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7170】，但此類氨基酸骨架的硫脲對(duì)底物有一定的選擇性。
2003 年，Takemoto小組提出了雙活化概念，并設(shè)計(jì)合成了芳基環(huán)己二胺骨架叔胺硫脲用于不對(duì)稱Michael反應(yīng)中，并獲得了高的對(duì)映選擇性和反應(yīng)收率【J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 2672】。此催化劑后續(xù)用于硫酚的不對(duì)稱Michael反應(yīng)和不對(duì)稱Mannich反應(yīng)也取得很好的效果。利用此類手性硫脲催化的Michael反應(yīng)也被稱為Takemoto不對(duì)稱Michael加成反應(yīng)，在反應(yīng)中硫脲通過(guò)氫鍵活化硝基烯烴，而叔胺則活化含有二羰基的丙二酸酯，并且控制了反應(yīng)底物進(jìn)攻面，從而提高立體選擇性。
2005年，Tibor Soos課題組開(kāi)發(fā)了以天然金雞納堿為骨架的手性硫脲催化劑，用于不對(duì)稱Michael反應(yīng)【Org. Lett. 2005, 7, 1967】。
2005年，Wei Wang課題組首先報(bào)道了(R)-聯(lián)萘二胺為骨架的手性硫脲催化劑，并用于催化不對(duì)稱Baylis-Hilman反應(yīng)【Org. Lett. 2005, 7, 4293】。硫脲的氫鍵活化羰基，促進(jìn)聯(lián)萘上的叔胺進(jìn)行加成。
2007年，天津大學(xué)馬軍安課題組利用β-D-葡萄糖制備得到糖骨架的伯胺硫脲催化劑，利用此手性硫脲催化芳基酮對(duì)硝基烯烴的不對(duì)稱Michael反應(yīng)【Org. Lett., 2007, 9, 923】。此類伯胺硫脲催化劑可以直接和醛酮形成烯胺活化醛酮。
除了手性環(huán)己二胺和金雞納堿作為骨架其它的手性胺也可以合成相應(yīng)的硫脲催化劑并在不對(duì)稱反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性。如手性1,2-二苯乙二胺，手性聯(lián)萘胺，天然脯氨酸衍生物，脫氫松香胺等。
最新應(yīng)用
一、用于不對(duì)稱Aldol反應(yīng)
近期Dongxin Zhang等人報(bào)道了利用金雞納堿硫脲催化β-酮酯和靛紅進(jìn)行不對(duì)稱Aldol反應(yīng)，高區(qū)域選擇性高對(duì)映選擇性制備δ-羥基-β-酮酯。
【Organic Letters 2020, 22, 6-10】
2018年，Xin-Yan Wu課題組報(bào)道了β,γ-不飽和酰胺和β,γ-不飽和α酮酯在手性叔胺硫脲（C3）催化下進(jìn)行高化學(xué)選擇性高對(duì)映選擇性(up to 98% ee)的進(jìn)行烯烴aldol/環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)，制備得到含有手性季碳的5,6-二氫吡喃-2-酮。
【Tetrahedron, 2018, 74, 3557-3563】
2019年，Jin-Tao Liu課題組報(bào)道了利用金雞納堿骨架硫脲催化三氟乙醛亞胺和硝基甲烷進(jìn)行不對(duì)稱Aza-Henry反應(yīng)。
【Tetrahedron, 2019, 75, 603-607】
2019年，Pavel Bobal課題組報(bào)道了利用手性聯(lián)蒽二胺骨架硫脲催化的芳基三氟甲基酮和硝基甲烷的不對(duì)稱Henry反應(yīng)。
【Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 5244–5248】
2018年，Yingjie Lin和Haifeng Duan課題組報(bào)道了奎寧骨架硫脲（1C）催化的α-酮酯-N-Ts酮亞胺和硝基甲烷的不對(duì)稱Aza-Henry反應(yīng)。反應(yīng)取得了很高的產(chǎn)率(up to 99% yield)和很好的對(duì)映選擇性(up to 99% ee)。
【Tetrahedron Letters, 2018, 59, 4371–4375】
三、不對(duì)稱Baylis-Hilman反應(yīng)
2019年，Marcos H. R.課題組報(bào)道了新型硫脲催化的Baylis-Hilman反應(yīng)，他們?cè)诹螂迳弦隒F3片段，增強(qiáng)氫鍵形成能力。
【Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 10045–10051】
四、不對(duì)稱Michael反應(yīng)
近期，Zhao Han和Xufeng Lin報(bào)道了基于螺環(huán)聯(lián)茚烷骨架的叔胺手性硫脲催化1,3-二酮對(duì)硝基烯烴進(jìn)行不對(duì)稱Michael反應(yīng)，反應(yīng)有很高的產(chǎn)率 (up to 95%)和對(duì)映選擇性 (up to 98% ee)。
【Synthesis 2020, 52, 1131–1139】
2018年，Imre Pa?pai和Yoshiji Takemoto課題組報(bào)道了，利用含有硼酸和叔胺片段的手性硫脲催化BnONH2對(duì)α,β-不飽和羧基進(jìn)行aza-Michael加成反應(yīng)。
【J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12216?12225】
2018年，Rama K. P.課題組報(bào)道了手性硫脲催化的aza-Michael加成反應(yīng)，反應(yīng)利用三氮唑作為親核試劑，具有很好的N-2位選擇性。
【J. Org. Chem. 2018, 83, 793?804】
五、不對(duì)稱Mannich反應(yīng)2019年，Jiaxing Zhang和Gang Zhao報(bào)道了，利用氨基酸衍生的雙功能硫脲-鏻鹽催化γ-丙二酸取代-α,β-不飽和酯和N-保護(hù)芳香醛亞胺進(jìn)行對(duì)映選擇性Mannich反應(yīng)。
【Tetrahedron, 2019, 75, 1697-1705】
2019年，B. V. Subba Reddy課題組報(bào)道了利用手性硫脲催化3-吲哚酮-2-羧酸酯和α-氨基砜（直接轉(zhuǎn)化為N-Boc苯甲醛亞胺）進(jìn)行不對(duì)稱不對(duì)稱Mannich反應(yīng)，高對(duì)映選擇性(ee, up to 99%)制備得到β-胺基酯。
【ACS Omega 2019, 4, 2168?2177】
2018年，Song Bai等人報(bào)道了，金雞納堿骨架的手性硫脲催化的不對(duì)稱Mannich反應(yīng)，在無(wú)溶劑條件下，高產(chǎn)率高對(duì)映選擇性制備β-胺基羧酸酯。
【Synlett 2018, 29, 1921–1925】
六、不對(duì)稱pictet-spengler反應(yīng)
2019年，Daniel Seidel課題組報(bào)道了含有羧酸片段的手性硫脲催化的不對(duì)稱oxa-Pictet–Spengler反應(yīng)和不對(duì)稱pictet-spengler反應(yīng)。
【Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2028-2032】
【Eur. J. Org. Chem. 2019, 486–492】
2019年，Rajesh Chandra課題組報(bào)道了金雞納堿骨架的手性硫脲催化的非對(duì)映選擇性Tamura環(huán)加成反應(yīng)。
【Tetrahedron Letters, 2019, 60, 1-4】
2018年，Xiang Wu等人報(bào)道了在Ru/手性硫脲催化下，TBHP作為氧化劑，四氫-β-咔啉和烯酮進(jìn)行不對(duì)稱Aza-Diels–Alder反應(yīng)。
【Molecules 2018, 23, 2228-2235】
2019年，周其林和朱守非等人報(bào)道了，在手性硫脲和Tp*Cu催化下，卡賓高對(duì)映選擇性的插入到脂肪胺N-H鍵，這樣成果發(fā)布在發(fā)表于2019年11月的SCIENCE上。
【Science, 2019, 366, 990–994】
2019年，Rambabu Chegondi課題組報(bào)道了金雞納堿骨架硫脲催化的前手性的環(huán)戊烯-1,3-二酮對(duì)映選擇性去對(duì)稱化反應(yīng)。
【J. Org. Chem., 2019; DOI: 10.1021/acs.joc.9b02411】
2018年，Ewelina Najda-Mocarska等人報(bào)道了新型手性硫脲催化的Friedel-Crafts反應(yīng)。
【Synthetic Communications, 2018, 48, 14–25】
2019年，Pintu Kumar Mandala課題組報(bào)道了利用硫脲催化的糖苷化反應(yīng)。
【Carbohydrate Research (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.carres.2019.107887】
2018年，Jialin Wen等人報(bào)道了在rhodium/ZhaoPhos（手性硫脲）催化的不對(duì)稱氫化還原反應(yīng)。
【Org. Lett. 2018, 20, 2143?2147】
