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[ACIE]金属-光催化自由基偶联:含胺手性季碳的不对称构筑

发布日期:2025年09月17日   浏览次数:

  我室霍浩华教授课题组在金属-光催化研究领域取得新进展,相关研究成果最近以“Enantioselective Incorporation of Amine Fragments onto Quaternary Carbons via Metallaphotoredox Catalysis”为题,发表于《德国应用化学》 (Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202513309)

含胺手性季碳中心是药物分子的重要结构单元但其催化不对称合成一直是合成化学的挑战性课题。不对称烯烃双官能团化反应是模块化构建季碳立体中心的重要策略。然而,传统烯烃双官能团化反应经常依赖于有机金属亲核试剂或化学计量还原剂的使用,在机制上难以实现含胺片段在季碳中心的不对称引入。因此,开发新的催化策略和催化机制以实现含胺季碳三维骨架的不对称构筑具有重要意义。

金属-光催化作为一种融合过渡金属催化和光催化的新兴催化模式,不仅可以在温和条件下将常见平台分子转化为高活性的自由基,还可将其可控转化为相对稳定的有机金属物种而实现其高选择性催化转化。霍浩华教授课题组长期专注于这一领域的研究,前期通过创新建立金属-卤原子接力不对称光催化新策略,揭示“双自由基不对称偶联”新机制,发展了系列不对称自由基偶联新方法(Nat. Catal. 2024, 7, 889; JACS, 2025, 147, 10999; JACS, 2024, 146, 19909; JACS, 2022, 144, 8797; JACS, 2020, 142, 19058; ACIE, 2023, 62, e202305889; Nat. Commun. 2023, 14, 125; Nat. Commun. 2021, 12, 3536; ACS Catal. 2021, 11, 13567)。

本研究工作是进一步探索“金属-光催化不对称自由基偶联”在解决合成科学长期难题的潜力,成功开发了一种金属-光催化平台,通过简单易得的a-硅基胺烯烃连接的芳基溴化物偶联反应,实现了含胺片段在季碳中心的高效模块化不对称引入该方法通过光催化与金属催化的协同作用,实现了传统方法难以完成的转化。该转化具有优异的对映选择性、底物普适性和官能团兼容性,解决了传统方法对化学计量还原剂或有机金属试剂的依赖,为药物分子中三维立体骨架的构建提供了新思路另外,该工作经过系列机理研究,阐明了含季碳中心的笼逃逸(cage-escaped)烷基自由基的立体保持特性,并进一步发展了基于不对称氢环化及二氟烯基化反应的手性季碳构筑新方法,证明金属-光催化策略在拓展三维季碳立体中心化学空间的巨大潜力。

该研究工作在霍浩华教授指导下完成,博士生祖维赛完成了主要研究工作,为论文的第一作者,霍浩华实验室的研究生武浩冉、霍靖文、万响、许震、黄永亮、罗鑫龙和程步清参与了部分研究工作。学院魏赞斌高级工程师对相关晶体测试提供了重要帮助,研究工作得到了催化科学国家重点研发项目2021YFA15025002023YFA1507202)、国家自然科学基金委面上项目2207120322471228厦门大学校长基金(20720240125等项目的资助

论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202513309