贵州大学Angew：氮杂卡宾催化合成轴手性噻嗪衍生物

噻嗪衍生物是一类广泛存在于药物分子中的具有多种生物活性的重要杂环化合物。截至目前，光学纯的噻嗪衍生物的合成大多集中于含有中心手性结构的噻嗪分子。关于轴手性噻嗪类化合物的合成方法尚未见报道。

在新型绿色农药活性先导化合物的研究中，手性农药活性分子的研发一直是备受关注的研究方向之一。然而，关于手性农药活性先导化合物的研究长期以来同样集中于中心手性化合物的考察。对于轴手性化合物在新农药研发中的应用则研究较少。

因此，贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室金智超教授于近日报道了氮杂环卡宾（NHC）催化下的阻转选择性杂原子环加成反应，合成了一系列高光学纯度的轴手性噻嗪衍生物。正在进行中的工作表明，这类新型的轴手性分子具有良好的农药杀菌活性（图1）。

图1. NHC催化下阻转选择性环加成反应合成农药活性轴手性噻嗪衍生物

通过对模型反应的条件优化，以及对反应底物的普适性研究，作者可通过此方法立体选择性地合成30余种高光学纯度的轴手性取代噻嗪类化合物（图2）。在研究中作者发现，产物N-苯基上邻位取代基的大小对目标产物er值的影响较大：随着取代基空间位阻的减小其对应的产物er值逐步降低，并且产物4b的er值会随着反应时间的延长而缓慢降低。

图2. 取代轴手性噻嗪衍生物的合成

因此，作者进一步探究了目标产物的立体化学稳定性。通过监测化合物3a、4a、4b在不同温度下er值的变化（表1），通过实验计算得到了化合3a的阻转能垒为29.5 kcal/mol，4a为28.4 kcal/mol，4b为26.9 kcal/mol。其中3a阻转能垒的实验计算结果与理论计算值（30.4 kcal/mol）相吻合。

表1. 化合物3a、4a和 4b的立体化学稳定性与阻转势能

图3. 轴手性噻嗪化合物的应用

作者对目标产物在合成化学中的应用也进行了考察（图3）。化合物3a、3b、3c可通过简单转化生成多种光学活性较高的轴手性功能分子。

正在进行中的工作显示，此类光学纯轴手性化合物在防控水稻白叶枯病方面表现出较好的活性。因此，作者将继续依托贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地和教育部重点实验室平台，深入探索这类轴手性噻嗪化合物在绿色新型农药创制和农药活性分子靶标发现中的应用，并从中发现新型轴手性农药先导分子。相关研究工作将陆续报道。

贵州大学博士研究生李停停同学（男）为本论文第一作者。

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N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Atroposelective Annulation for Access to Thiazine Derivatives with C-N Axial Chirality

Tingting Li, Chengli Mou, Puying Qi, Xiaolin Peng, Shichun Jiang, Gefei Hao, Wei Xue, Song Yang, Lin Hao, Yonggui Robin Chi, Zhichao Jin*

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202010606