
上海有機所在誘導契合手性卡賓配體研究方面取得進展
過渡金屬催化的不對稱反應為手性分子的精準構(gòu)筑提供了重要的合成方法。其中,手性催化劑的創(chuàng)制是不對稱反應的研究核心,在發(fā)展新型轉(zhuǎn)化方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。氮雜環(huán)卡賓(NHC)配體是強的σ-供體,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的金屬配位;其獨特的空間排列能夠有效靠近金屬催化中心。因此,NHC配體是金屬催化中廣為應用的配體。然而,手性NHC配體的開發(fā)仍然相對有限,尤其缺少優(yōu)勢手性NHC配體。近年來,中國科學院上海有機化學研究所施世良課題組提出了“誘導契合催化”概念,基于優(yōu)勢手性片段的配體設(shè)計新策略,發(fā)展了ANIPE和SIPE系列原創(chuàng)性手性NHC配體,并將其應用于金屬催化的不對稱偶聯(lián)、不對稱加成、不對稱C-H官能團化以及不對稱烯烴官能團化反應中。新型ANIPE、SIPE手性NHC配體具有大位阻、供電性強、剛?cè)岵忍匦?,可以自適應調(diào)控多種基元步驟和反應過渡態(tài),在多種重要且具有挑戰(zhàn)性的轉(zhuǎn)化中展現(xiàn)優(yōu)異的反應活性及選擇性控制能力(Science 2023, 379, 662–670; Nature Catalysis2022, 5, 934–942; Nature Catalysis 2023, 6, 1087–1097; Nature Synthesis2024, 3, 1091–1103; Nature Synthesis 2024, 3, 633–642; Nature Synthesis 2025, accepted; J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 14938?14945; J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 5628?5634; J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 11963?11968; J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 13643?13651; J. Am. Chem. Soc.2022, 144, 130?136; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 3023?3031; Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 1376 –1380; Angew. Chem. Int. Ed.2019, 58, 13433 –13437; Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 5262–5267; Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 16077–16084; Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202310203; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202503126; Sci. Bull.2025, 70, 674-682; CCS Chem. 2022, 4, 1169–1179; CCS Chem.2025, 10.31635/ccschem.025.202505591; ACS Catal.2019, 9, 1?6; ACS Catal.2023, 13, 6068?6075; Chem. Sci., 2023, 14, 4390; Chin. J. Chem. 2020, 38, 1035-1039; Chin. J. Chem.2022, 40, 1813-1820; Chin. J. Chem.2024, 42, 2161-2165.)。
近日,這一系列工作的系統(tǒng)總結(jié)以題目為“Induced-Fit Chiral N?Heterocyclic Carbene Ligands for Asymmetric Catalysis”發(fā)表在Acc.?Chem.?Res.?2025, DOI: 10.1021/acs.accounts.5c00304。該綜述詳細總結(jié)了誘導契合手性NHC配體(ANIPE和SIPE)的設(shè)計、合成及其在不對稱金屬(鎳、鈀和銅)催化反應中的應用進展,為多種手性分子的精準合成提供了簡潔、高效的方法。同時,基于機理研究及DFT計算,對催化劑的高效性及高選擇性的原因進行了闡述。該系列工作突破了以往圍繞剛性手性骨架設(shè)計配體的固有理念,突破了構(gòu)象靈活不利于手性誘導的限制,揭示了手性卡賓金屬催化的新規(guī)律。柔性優(yōu)勢手性片段策略為新型手性配體的設(shè)計提供了新思路,“誘導契合催化”概念有望推動手性催化領(lǐng)域的進一步發(fā)展。本工作得到了科技部、中國科學院、國家自然科學基金、上海市科委和上海有機所金屬有機化學全國重點實驗室的資助。

圖1.?手性卡賓金屬催化
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