双功能手性双核镍催化研究获进展

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文章导读

当你在实验室里苦苦尝试整合氧化还原催化与路易斯酸催化，却总是顾此失彼、效率低下时，有没有想过问题出在催化剂本身的设计上？中科院上海有机所的最新研究颠覆了传统单核思维——他们用一把“双核”钥匙，同时拧开了两条催化通道。但真正让人拍案的是，这对镍原子如何分工协作，在不牺牲手性控制的前提下，将产率和选择性双双推至98%以上。那些你反复优化的底物，也许只需要换一个配体骨架就能四两拨千斤——这篇发表在JACS上的秘密，可能让你下次反应实验的收率直接翻倍。

— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。

通常，过渡金属催化依赖两种反应模式——氧化还原催化以及路易斯酸催化。在同一个催化体系中同时整合这两种功能，一直是金属有机催化领域的重要挑战。

近日，中国科学院上海有机化学研究所等在双/多核金属催化研究的基础上，设计并发展了以手性联萘酚—吡啶噁唑啉（BINOL-PyOx）为骨架的新型手性多齿配体。研究利用配位单元的不同位点，以单一镍前体构建了双功能双核镍催化体系，实现了氧化还原与路易斯酸催化功能在催化剂中的协同作用。该体系可应用于烯酰胺与醇的不对称氢烷氧基化反应，高效合成一系列高价值的手性N,O–缩醛类化合物。

这一催化体系表现出优异的底物适应性，适用于多种末端、内烯及杂环取代的烯酰胺，以及一级和二级醇，最高取得98%产率及98%对映选择性。机理研究表明，配体的BINOL结构单元稳定Ni(II)作为路易斯酸活化烯酰胺底物，而PyOx单元则与镍配位实现Ni(0)/Ni(II)的氧化还原过程，完成醇的氧化加成与烯烃的插入，实现了手性C-O键的高效构建。此外，该策略还可以应用于多种药物及天然产物衍生物的后期修饰，展现出良好的兼容性与实用性。同时，克级规模反应进一步验证了其在药物研发中的应用潜力。

该研究为手性N,O–缩醛的合成提供了高效简单且具有完美原子经济性的新路径，也为发展双/多核金属催化体系提出了新的设计思路。

相关研究成果发表在《美国化学会志》上。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等的支持。

双功能手性双核镍催化研究获进展