γ-内酰胺广泛存在于药物分子以及天然产物中，是一类非常重要的化合物。目前已有多种方法可以实现消旋γ-内酰胺的制备，但是其不对称合成仍然具有一定的挑战。
最近，陈弓、何刚团队基于前期关于双齿导向基团辅助的C-H键活化策略，利用氨基酸作为母体结构，设计合成了一类含有8-氨基喹啉基团的新型手性配体（QAA ligands），并制备了相应的手性Ir(III)催化剂。在该催化剂的作用下，可以精准调控二噁唑酮类化合物分子内的C(sp3)-H键胺化反应，以大于99% ee实现γ-内酰胺的高效不对称合成。该类新型催化剂具有一定的类酶特性，可以容忍大量水的存在，并且水的存在对于特定底物具有明显的促进效果。通过对催化剂的单晶结构进行分析，作者发现该类手性Ir(III)催化剂中的五甲基环戊二烯基(Cp*)，8-氨基喹啉（AQ）和邻苯二甲酰胺（NPhth）组成了一个规则的沟状手性空腔，金属中心处于手性空腔的内部，从而使其具有优异的立体控制能力。通过与韩国高等技术研究院的Sukbok Chang教授合作进行计算化学的研究发现手性控制的关键因素是底物中的C-H键与NPhth基团存在多个C-H/π弱相互作用。工作实验部分的主要完成人为该组的博士后研究员王浩和硕士生白子谦，韩国高等技术研究院的Yoonsu Park博士为本研究工作提供了理论计算支持。相关成果以论文形式发表在J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 7194-7201。DOI: 10.1021/jacs.9b02811。
