对映选择性环氧化反应在有机合成中占据重要地位，是构建手性环氧化合物的关键途径。自Sharpless等人开创性地开发了烯丙醇的不对称环氧化以来，该方法因其高效的区域选择性和对映选择性而备受推崇。在其催化机理中，关键的羟基导向基团通过与手性双钛（IV）酒石酸催化剂和烯烃的相互作用实现反应。（图1a）然而，目前的研究表明，能够用于不对称环氧化反应的导向基团种类仍然较少，主要集中在羟基、磺酰基和羧酸基等功能基团上，（图1b）这限制了环氧化反应在功能化复杂分子中的广泛应用。在有机化学中，酰胺基团因其稳定性和多功能性而广泛存在。实现酰胺导向的不对称环氧化反应不仅可以扩展环氧化反应的应用范围，还可为酰胺类化合物的功能化提供新的策略。因此，研究一种高效、快速的酰胺导向不对称环氧化反应方法对于推动该领域的发展具有重要意义。
图片来源：ACS Catalysis
本研究开发了一种新型的铪（IV）-Salen催化剂，用于实现N-烯丙基酰胺的高活性和高对映选择性的环氧化反应。（图1c）研究团队设计并合成了具有单核顺-α构型的铪（IV）-Salen催化剂。实验表明，这种催化剂在烯丙基酰胺的环氧化中表现出优异的催化活性和对映选择性。在实验过程中，研究人员首先通过筛选不同的Salen配体，确定了以(R)-1,1'-联萘-2,2'-二胺（BINAM）为骨架的Salen配体在铪（IV）-叔丁醇盐催化下表现出较高的催化活性。通过加入3Å分子筛，反应速率显著提高。在优化的反应条件下，研究团队通过对N-烯丙基苯甲酰胺的环氧化，得到了高产率和高对映选择性的环氧化产物。随后，研究人员对不同取代基的酰胺进行了系统的环氧化实验，验证了催化剂在多种酰胺基底上的广泛适用性。
图片来源：ACS Catalysis
本研究开发的新型铪（IV）-Salen催化体系，成功实现了N-烯丙基酰胺的高效环氧化，为酰胺类化合物的功能化提供了一种新的路径。这一催化体系不仅在短时间内实现了高产率和高对映选择性的环氧化反应，还通过结晶学和计算模拟等手段揭示了其催化机制。这为未来开发更多高效催化体系奠定了基础。该研究的重要意义在于，它突破了传统羟基导向的不对称环氧化反应的局限，将酰胺基团纳入导向基团的选择范围，极大地扩展了环氧化反应的应用领域。此外，该催化体系的高效性和广泛适用性，使其在制药、材料科学等领域具有潜在的应用价值。研究中开发的催化剂及其反应机制的深入理解，为未来的不对称催化反应设计提供了新的思路和借鉴。
标题：Hafnium(IV)-Salen-Catalyzed Highly Reactive and Enantioselective Epoxidation Directed by Amides
作者：Jia-Lin Yao, Zhi Li*
链接：https://doi.org/10.1021/acscatal.4c03648
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