中科院：化學催化還原胺化實現非天然氨基酸高效合成

　　近日，中國科學院深圳理工大學（暫定名）藥學院副教授、中科院深圳先進技術研究院生物醫藥與技術研究所副研究員殷勤團隊和南方科技大學教授張緒穆團隊合作，在前期合作研究的基礎上（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2024.；Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14193.；Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5321.；Org. Lett. 2020, 22, 2707.；Org. Lett. 2020, 22, 6479.；Chem. Commun. 2022, 58, 513.），進一步探索并實現了挑戰性的酮酸衍生物和銨鹽之間的直接不對稱還原胺化反應。該反應能提供一種化學催化的直接構筑光學純非天然手性α-NH2-羧酸的新途徑，可以與生物催化形成互補。相關研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

　　手性非天然α-氨基酸在生物學、生物化學、藥物及材料科學等領域扮演著十分重要的角色，例如一些d-苯甘氨酸類化合物已被廣泛應用于生產不同類型的β-內酰胺類抗生素。隨著肽類藥物的快速發展，將多肽分子中的某些天然α-氨基酸成分替換成非天然α-氨基酸有望進一步豐富多肽分子多樣性，獲得活性及藥代動力學性質更好的多肽藥物。此外，手性非天然α-氨基酸還可非常容易地轉化為一些手性助劑及催化劑，并應用于不對稱合成。因此，發展高效實用的方法來獲取手性非天然α-氨基酸具有重大意義。

　　生物催化為非天然α-氨基酸的合成提供了多樣性手段，通常不涉及保護基操作，條件也較溫和。與之相比，化學催化方法在底物普適性和反應規模上往往具有一定的優勢。然而，目前報道的光學純α-氨基酸化學催化合成法大多需要預制備帶保護基的含氮底物，從而導致生成的氨基酸衍生物氮上帶有保護基，需要額外的脫保護操作才能得到更具價值的α-NH2-羧酸。研究人員基于前期研究成果，探索了簡單易得的酮酰胺與便宜的醋酸銨之間的還原胺化反應，在手性釕催化劑催化下，可以一步制得結構多樣的光學純非天然α-NH2-羧酸衍生物，具有非常好的普適性（48個例子），相關研究有望在氨基酸藥物研發中取得應用。

　　相關研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省自然科學“杰出青年”基金、深理工啟動經費等項目的資助。

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非天然氨基酸高效合成