控制分子的手性是有机合成中的一个基本挑战。尽管对映选择性地构建碳立体中心的方法已经很成熟，但合成富集的杂原子立体中心的路线却很少受到关注。在有机分子中普遍存在的原子中，氮是最难进行立体化学控制的。虽然已经证明了有限数量的拆分过程，但未发现对映选择性制备氮立体中心的通用方法。到目前为止，还没有已知的铵阳离子对映选择性构建的合成方法。

近日，英国杜伦大学Kitching, Matthew O.团队报道了铵离子的对映选择性合成。相关研究成果发表在2021年9月1日出版的《自然》。

作者推断铵阳离子的对映选择性合成需要满足三个条件（图1c）。首先，需要一个通用的识别过程来区分铵立体中心的两种对映体形式。其次，氮立体中心的配置必须暂时动态化，允许两种对映体形式之间的相互转换。通过将铵离子置于烷基化可逆的条件下，铵中心可以脱烷基化，得到构象不稳定的胺。在这种状态下，氮中心的反转很快，非选择性的再烷基化导致铵立体中心的外消旋化。第三，将识别和外消旋化这两个过程组合，优选的季铵对映体的稳定化将导致铵物种的热力学驱动的动态拆分。

该文中，研究人员表明通过超分子识别过程很容易控制铵离子的手性。通过将1,1′-联-2-萘酚支架介导的对映选择性铵识别与允许氮立体中心外消旋化的条件相结合，可以以优异的产率和选择性产生手性铵阳离子。机理研究表明，通过溶液和固相识别的结合，热力学驱动的加成结晶过程负责观察到的选择性。

与基于动态和动力学分辨率的过程不同，动态和动力学分辨率受动力学控制，其允许通过自校正过程随时间增加选择性。氮立体中心的重要性可以通过立体选择性超分子识别来揭示，这在天然存在的伪对映体金鸡纳生物碱中是不可能的。随着铵离子对映体形式的实际获得，这个以前被忽视的立体中心现在可以被探索。

参考文献：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03735-5