中國科學技術(shù)大學教授傅堯、副教授陸熹團隊與教授李震宇團隊合作，通過調(diào)控催化劑的電子和立體效應(yīng)，顯著提升了金屬氫化物加成烯烴的立體選擇性，解決了多取代環(huán)烷烴立體異構(gòu)體精準合成的難題。8月5日，研究成果發(fā)表于《自然-化學》。
飽和環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)廣泛存在于各類天然產(chǎn)物及藥物分子中。由于環(huán)上取代基的空間取向差異，即多個取代基之間的順式或反式構(gòu)型差異，其相應(yīng)立體異構(gòu)體在理化性質(zhì)與生理活性方面存在顯著差異。現(xiàn)有合成方法可實現(xiàn)多取代環(huán)烷烴類化合物某些特定構(gòu)型異構(gòu)體的精準合成。然而，不同的反應(yīng)類型普遍表現(xiàn)出固有的立體選擇性傾向。高選擇性地實現(xiàn)多取代環(huán)烷烴順式和反式異構(gòu)體的發(fā)散性合成極具挑戰(zhàn)。
研究團隊將弱相互作用控制策略成功應(yīng)用于多取代環(huán)烷烴立體異構(gòu)體的發(fā)散性合成，開發(fā)了以雙噁唑啉配體-鈷和膦噁唑啉配體-鈷為基礎(chǔ)的兩種立體選擇性催化體系。兩種催化體系均展現(xiàn)出優(yōu)異的底物普適性，適用于亞甲基環(huán)己烷的立體發(fā)散氫烷基化反應(yīng)，還可用于多種天然產(chǎn)物、藥物分子的合成或修飾。例如，反應(yīng)被應(yīng)用于G蛋白偶聯(lián)跨膜受體CP-55940及其立體異構(gòu)體的高效精準合成。研究發(fā)現(xiàn)，在雙噁唑啉配體-鈷催化體系中，生成熱力學非優(yōu)勢構(gòu)型產(chǎn)物。而在膦噁唑啉配體-鈷催化體系中，生成了熱力學優(yōu)勢構(gòu)型產(chǎn)物。
審稿人對該項研究工作給予高度評價：“作者通過調(diào)控催化劑的電子特性，實現(xiàn)了對固有選擇性的強制逆轉(zhuǎn)，堪稱卓著。”
研究人員介紹，該項研究提出了多取代環(huán)烷烴立體可控合成的新策略，同時為配體工程精準調(diào)控催化劑性質(zhì)逆轉(zhuǎn)反應(yīng)固有選擇性提供了重要范例。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01885-x
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