手性鄰二胺結(jié)構(gòu)單元廣泛存在于藥物及生物活性分子中。此外，這一結(jié)構(gòu)單元還被廣泛應(yīng)用于手性配體及催化劑的設(shè)計合成中。因此，如何高效制備鄰二胺，特別是手性鄰二胺類化合物一直以來都是合成化學(xué)中的一個重要研究課題。雖然近些年來通過手性拆分、含氮原料的胺化及烯烴的雙胺化等方法的報道為手性鄰二胺化合物的合成提供了選擇，但通過廉價易得的原料高效制備手性鄰二胺依然是合成化學(xué)家研究的目標(biāo)之一。
與鄰二胺相比，鄰二醇類化合物更廣泛地存在于自然界中，且很多都是廉價易得的工業(yè)原料（比如乙二醇，甘油等）。遺憾的是，將鄰二醇轉(zhuǎn)化為鄰二胺并不是件容易的事，經(jīng)典的方法是將羥基衍生成離去基團(tuán)后通過取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮源等（圖1a）。這一策略不僅步驟冗長，而且只能通過手性二醇得到相應(yīng)的手性二胺類化合物。因此，如果能開發(fā)出不對稱催化的方法以消旋的鄰二醇為原料一步合成手性鄰二胺，那將大大提高手性二胺的合成效率。
圖1
（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
借氫反應(yīng)（borrowing hydrogen）是對醇類化合物進(jìn)行衍生化的高效且經(jīng)濟(jì)實用的策略。通過不對稱催化的方法將消旋的醇類化合物轉(zhuǎn)化為光學(xué)純的胺類化合物是借氫反應(yīng)研究的主要方向之一。2013年和2017年Doshsiha University的Yohei Oe和新加坡國立大學(xué)的趙宇課題組分別報道以消旋鄰二醇為原料的催化不對稱借氫胺化反應(yīng)研究，但得到的均是單胺化的α-氨基醇產(chǎn)物（圖 1b），而需要更多轉(zhuǎn)化步驟的雙胺化產(chǎn)物卻并未監(jiān)測到。在前期研究的基礎(chǔ)上，近期新加坡國立大學(xué)趙宇課題組分別利用釕/鈦催化體系和銥/手性磷酸催化體系首次實現(xiàn)了對鄰二醇的非對映選擇性和對映選擇性的雙胺基化（圖1c）。
在最優(yōu)的釕/鈦催化條件下，作者對鄰二醇底物的適用范圍進(jìn)行子考察。結(jié)果表明反應(yīng)對所有考察的鄰二醇底物都表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。當(dāng)?shù)孜餅榄h(huán)狀二醇時產(chǎn)物的非對映選擇性較低（圖2）。
圖2
（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
此外，作者還對該反應(yīng)進(jìn)行不對稱催化反應(yīng)探索。在最優(yōu)的銥/手性磷酸條件下，可以以高化學(xué)選擇性和對映選擇性合成一系列手性鄰二胺類化合物（圖3）。
圖3
（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
通過對反應(yīng)進(jìn)行機(jī)理研究，作者認(rèn)為該反應(yīng)并非是簡單的兩次借氫反應(yīng)過程。反應(yīng)的實際歷程可能是在發(fā)生第一次氧化（I）并形成亞胺（II）后相應(yīng)的中間體發(fā)生了異構(gòu)化轉(zhuǎn)化成α-氨基酮（III）中間體，該中間體進(jìn)一步發(fā)生亞胺化（IV）后再被還原從而得到相應(yīng)的鄰二胺產(chǎn)物。整個過程只進(jìn)行了一次借氫反應(yīng)。在不對稱催化反應(yīng)歷程中，產(chǎn)物絕對構(gòu)型的控制是由亞胺異構(gòu)化過程中通過動態(tài)動力學(xué)拆分選擇性還原其中一個構(gòu)型的亞胺中間體（VI）實現(xiàn)的（圖4）。
圖4
（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
在該工作中，趙宇課題組首次實現(xiàn)了通過借氫反應(yīng)對鄰二醇化合物的非對映和對映選擇性雙胺化，并對可能的機(jī)理進(jìn)行的闡述。該研究以廉價易得的鄰二醇類原料，通過環(huán)境友好的借氫反應(yīng)策略實現(xiàn)了二胺類化合物的高效合成。
