近日，贵州大学绿色农药全国重点实验室池永贵教授团队在国际重要学术刊物《自然子刊（Nature Communications）》报道了两项工作，团队致力于在有机催化合成和绿色农药研发生产领域开展原创性工作（图1）。在池永贵教授与郑鹏程教授的共同指导下，绿色农药全国重点实验室硕士生范国栋与博士生王青云等发表论文“Carbene-catalyzed chemoselective reaction of unsymmetric enedials for access to Furo[2,3-b]pyrroles”，绿色农药全国重点实验室博士生王青云、吴树权等发表“NHC-catalyzed enantioselective access to β-cyano carboxylic esters via in situ substrate alternation and release”。论文以氮杂环卡宾NHC为关键仿生催化剂，通过对不同类型化学选择性的调控，实现了反应位点及反应路径的精确控制，构建了手性非天然氨基酸及呋喃吡咯类医药农药活性分子。
图1. 有机催化合成及医药农
第一篇工作（图2）实现了NHC催化的不对称烯二醛化学选择性控制反应，并观察到化学选择性主要通过底物/催化剂的氧化还原性质来控制，通过LC-HRMS表征及DFT计算排除了反应体系空间位阻对选择性的影响。可以对化合物分子中相似官能团之间的选择性反应进行精准调控。该方法可获得高光学纯度的手性呋喃[2,3-b]吡咯产物，同时，该系列手性化合物也表现出明显的抗柑橘溃疡细菌活性。
第一篇工作（图2）实现了NHC催化的不对称烯二醛化学选择性控制反应，并观察到化学选择性主要通过底物/催化剂的氧化还原性质来控制，通过LC-HRMS表征及DFT计算排除了反应体系空间位阻对选择性的影响。可以对化合物分子中相似官能团之间的选择性反应进行精准调控。该方法可获得高光学纯度的手性呋喃[2,3-b]吡咯产物，同时，该系列手性化合物也表现出明显的抗柑橘溃疡细菌活性。
图2. 不对称二醛分子的化学选择性研究及生物活性测试
第二篇工作（图3）介绍了利用不同底物实现的原位缓释策略，极大降低了反应体系中的底物浓度，进而抑制了副反应通道，实现了化学选择性中关键的反应通道选择性的控制。机理研究中发现两种底物之间可以通过一种先导反应获得关键中间体，该中间体的存在控制了体系中的底物浓度，降低了副反应发生的可能。该系列反应可以获得具有高光学纯度的手性氰基羧酸酯产物。同时，该反应可以放大到5g（190倍）的规模及 0.5 mol% 的催化剂用量，具有潜在的工业应用价值。随后在衍生化研究中可以通过简单的步骤得到市售γ-氨基丁酸（GABA）类药物：咯利普兰、菲尼布特和巴氯芬。
图3. 基于NHC催化的反应通道选择性研究及GABA药物的合成
文字：何璇
编辑：李诗婧
一审：吴羿锦 高秀娟
二审：李秋蓉
三审：杨楠