过渡金属催化硫醚的不对称氮宾转移反应是高效合成手性硫亚胺的方法之一。在过去几十年里，尽管芳基烷基硫醚的对映选择性胺化反应取得了诸多进展，但双烷基硫醚的高立体选择性胺化进展缓慢。由于双烷基硫醚分子取代基电性相似、存在更多的构象异构体、与催化剂缺乏较强的相互作用，精准识别硫原子上的两对孤对电子难度高。此外，广谱性廉价金属体系的发展一直是合成化学领域的前沿和挑战。
围绕上述关键科学问题，我院冯小明教授、董顺喜教授团队联合浙江大学洪鑫教授团队利用手性双氮氧配体(冯氏配体)和廉价易得的铁盐作为催化剂，以亚胺碘苯或二噁唑酮作为氮宾前体，实现了双烷基硫醚和芳基烷基硫醚的高效高选择性胺化反应。该方法底物普适性广，具有优异的区域选择性、广泛的官能团兼容性。值得提及的是，上述体系还能用于氨基酸及肽类等复杂分子的后期修饰，利用上述反应为关键步骤，他们成功实现了手性杀虫剂氟啶虫胺腈和相关生物活性化合物中间体的高效合成。结合机理实验和密度泛函理论计算，提出了水绑定的高自旋铁氮宾活性物种是反应的关键中间体，且该物种的生成是反应的决速步，硫醚进攻铁氮宾中间体是反应的立体选择性控制步骤，硫醚分子中较大取代基与配体的酰胺部分之间的空间排斥作用是反应立体选择性控制的关键。该研究成功验证了手性双氮氧化合物可以作为高效配体与铁盐形成配合物实现不对称氮宾转移，进一步拓展了手性双氮氧/金属配合物在beyond Lewis Acid Catalysis方面的应用，该合成方法也为含硫手性中心分子及其类似物的高效简洁合成提供了新路径。
该研究以“Iron-Catalyzed Asymmetric Imidation of Sulfides via Sterically Biased Nitrene Transfer”为题发表于Journal of the American Chemical Society。四川大学为第一单位，我院2022级博士研究生刘镇仲（实验部分）和浙江大学博士后吴洪丽（理论计算部分）为本文共同一作，冯小明教授、董顺喜教授、洪鑫教授为共同通讯作者。该研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委、四川省自然科学基金的经费支持。
文章链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c04855
