手性双核铜不对称催化研究取得进展
文章导读
如何精准构建药物分子中的“螺旋楼梯”？上海有机所团队突破性利用双核铜催化剂，破解环状手性季碳中心合成难题！他们开发的手性苯并[c]噌啉双噁唑啉铜络合物，如同分子级“机械手”，通过独特的σ/π协同作用精准引导季碳炔丙酯与双亲核试剂完成不对称[3+2]环加成。该反应底物兼容性极广，连两个相似烷基也能高效区分，高产率、高选择性构建关键二氢呋喃骨架。实验与计算揭示双核协同催化机制，克级制备更证实其工业化潜力，为手性药物合成开辟高效新路径。这项登顶《自然-通讯》的研究，为多核金属催化应用树立新标杆。
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铜催化的不对称炔丙基取代反应是构建手性炔丙基骨架的重要工具，但通过炔丙基取代-环化反应构建环状手性季碳中心仍有待探索。
中国科学院上海有机化学研究所王晓明课题组采用自主开发的手性苯并[c]噌啉双噁唑啉骨架支撑的双核铜络合物作为催化剂，实现了季碳炔丙基酯与多种C,O-双亲核试剂的不对称[3+2]环加成反应，构建了系列包含有手性季碳中心的二氢呋喃衍生物。该反应底物兼容性广泛，对多种C,O-双亲核试剂和季碳炔丙酯底物均适用，且能实现对带有两个相似烷基的底物的高效不对称催化，产率和对映选择性良好。
实验与理论计算表明，双核铜结构在催化中保持完整，两个铜核分别通过σ键和π键相互作用与亚丙联烯基配位，将亲电位点拉近至手性配体环境，为环状手性季碳中心构建提供精准控制。
该方法合成实用性良好，克级反应顺利进行，产物可转化为多种有价值的衍生物，为手性季碳中心构建提供了高效策略，也为多核金属催化应用带来新启示。
相关研究成果以Enantioselective construction of cyclic quaternary stereocenters via dinuclear copper catalyzed asymmetric [3 + 2] propargylation/annulation为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。
研究工作得到科技部、国家自然科学基金委员会等的支持。
双核铜络合物催化的不对称[3+2]环加成构建手性季碳中心
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