近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员吴小锋团队，在钴催化烯烃胺烷基化羰基化直接合成γ-氨基酸衍生物及氨基酸肽研究方面取得新进展。团队发展了一种以酰胺为胺烷基源，与烯烃和一氧化碳通过自由基接力途径一步构建结构复杂、功能多样的γ-氨基酸衍生物的策略。相关成果发表在《自然—通讯》上。

氨基酸及其衍生物作为蛋白质和药物制剂，以及与生物相关的天然产物的关键基序，对生命体至关重要。其中，γ-氨基酸为四碳非蛋白氨基酸，是大多数生物体中不可或缺的组成部分。γ-氨基衍生物具有生物相容性、可降解性和半衰期等特性，这些特性不但有助于增强其药物利用度，也可以提高药物的安全性和有效性，目前已经发展为一种新兴的药物载体。

而杂原子取代的羧酸衍生物是一种具有广泛应用的重要化学品，α-杂原子取代底物所涉及的羰基化反应代表了一种理想的选择，但具有挑战性。

本工作中，团队尝试在胺类化合物上引入了极性吸电子基团。在极性官能团酰基的作用下，可以避免在氧化性体系中与其烯烃加成时转变为亚胺离子。当胺烷基自由基与烯烃进行加成反应时，所生成的新的碳自由基与一氧化碳在钴催化下进行羰基化反应，一锅法直接生成了γ-氨基酸及衍生物及氨基酸肽。该方法具有广泛的底物兼容性，各种亲核试剂例如醇、酚、胺均适用于该方法。此外，团队还进行了天然活性分子的后期官能团化测试，证明了多种天然产物适用于该方法，并且获得了活性氨基酸衍生物，随后进一步通过后期脱乙酰化转化得到了γ-氨基酸。

该方法不仅应用乙酰基调节反应，实现了烯烃的胺烷基化羰基化转化，而且合成了一系列重要的γ-氨基酸及其衍生物，解决了长期以来关于烯烃中α-氨基烷基自由基加成的难题，有望为γ-氨基酸衍生物的合成提供借鉴。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43306-y