手性硼氢化物复合晶体的合成、结构及其在苯乙酮不对称还原中的应用与计算模拟研究

本研究针对不对称合成中手性诱导效率低的难题，通过设计NaBH4 -diglyme（1）和NaBH4 -3,5-lutidine（2）两种硼氢化物复合晶体，首次实现无外消旋试剂条件下苯乙酮的弱手性还原（36%产率，R构型略优），并解析了新型单斜晶系化合物2的X射线结构（空间群P21 /c）。结合DFT计算（ΔEGap =4.96 eV）和分子对接（BChE结合能-7.013 kcal/mol），为阿尔茨海默病靶向药物开发提供了新思路。

　　

在探索生命起源的未解之谜中，生物分子手性同源现象始终是科学界的焦点——为何地球生命仅选择L-氨基酸和D-糖类，而非它们的镜像分子？这一现象与生命起源的化学演化过程密切相关。然而，如何在无手性源头的环境中产生高对映体过量（enantiomeric excess）的有机分子，至今仍是悬而未决的难题。与此同时，现代药物研发正面临立体化学的严峻挑战：沙利度胺悲剧等案例证明，即便是微量错误对映体也可能导致灾难性后果。

传统不对称合成依赖昂贵的手性催化剂或试剂，而阿菲永科贾泰佩大学的研究人员另辟蹊径，聚焦晶体工程这一特殊路径。他们创新性地利用常见还原剂硼氢化钠（NaBH₄
）与不同配体构建复合晶体，在《Journal of Molecular Structure》发表的研究中，首次实现了无外加手性源条件下的弱不对称诱导。这项研究不仅为理解生命手性起源提供了新视角，更为绿色不对称合成开辟了潜在途径。

研究人员采用单晶X射线衍射解析晶体结构，通过高效液相色谱（HPLC）和旋光分析检测对映体过量，运用密度泛函理论（DFT）计算电子结构参数，并采用分子对接技术评估与丁酰胆碱酯酶（BChE）的相互作用。

结果与讨论

1. 晶体合成与结构解析
   成功制备两种新型复合晶体：NaBH₄
   -diglyme（1）用于还原研究，NaBH₄
   -3,5-lutidine（2）经X射线衍射确认为单斜晶系（空间群P2₁
   /c），其不对称单元包含配位两个3,5-二甲基吡啶配体的钠原子，该结构为首次报道。

2. 不对称还原性能
   晶体1还原苯乙酮时产生36%产率的2-苯乙醇，HPLC和旋光数据显示虽形成外消旋混合物，但存在R构型轻微优势（e.e.<10%），证明晶体微环境能产生弱手性诱导效应。这种无外消旋试剂的自发不对称现象，为"绝对不对称合成"理论提供了实验支持。

3. 计算化学分析
   DFT计算（B3LYP/6-311G*基组）显示化合物2的能隙ΔE_Gap
   为4.96 eV，分子静电势分布揭示其潜在反应位点。与阿尔茨海默病靶标BChE（PDB 4TPK）的对接显示良好结合活性（Glide能量-32.682 kcal/mol），提示其神经疾病治疗潜力。

结论与意义
该研究通过晶体工程策略，首次证实NaBH₄
复合物在固态反应中可产生微弱但明确的手性诱导效应，为理解生命手性起源的"绝对不对称合成"假说提供了化学模型。新型NaBH₄
-3,5-lutidine晶体的结构解析拓展了配位化学知识体系，其与BChE的强结合特性为神经退行性疾病药物设计提供了新骨架。尽管当前对映选择性仍待提高，这种无需外加手性源的晶体诱导策略，为发展绿色不对称合成技术指明了可能方向。Salih Pa?a团队的工作架起了晶体工程与不对称催化之间的桥梁，对生物手性起源研究和药物合成领域均有重要启示。