中国科学院上海有机化学研究所施世良团队一直致力于发展新型优势手性氮杂环卡宾(NHC)配体，先后开发了具有大位阻、C2对称、刚柔并济特点的ANIPE和SIPE系列配体，并应用于多类挑战性的金属催化不对称偶联反应当中(Acc. Chem. Res.2025,58,2157)，其中包括一系列羰基偶联反应(酮芳基化:Angew. Chem. Int. Ed.2021,60,5262;醇芳基化:J. Am. Chem. Soc.2021,143,11963;醛-炔-烯酮偶联:J. Am. Chem. Soc.2022,144,130;醛芳基/烯基化:CCS Chem.2022,4,1169;醇-炔偶联:ACS Catal.2019,9,1;醛烷基化:Chin. J. Chem. 2024,42,2161;醛-炔脱氢和还原偶联:Sci. Bull.2025,70,674)。近期，该团队集中发展了动态动力学不对称酮的加成反应(芳基化/烯基化:Science,2023,379,662;烯丙基化/炔丙基化:Nat. Synth.2024,3,1091)。
复杂分子的精确合成，对生物医药、材料科学等领域具有重要意义。发展高选择性的合成策略，能够提升化学反应效率、简化复杂分子合成，也是有机化学中具有挑战性的研究前沿。近日，该团队发展了NHC/镍-催化醛和炔的动态动力学不对称还原偶联反应，催化体系对反应中的多种选择性进行了高效控制，为具有连续手性中心烯丙醇衍生物的合成提供了新方法(Nat. Synth.2025, DOI: 10.1038/s44160-025-00887-4)。
在此研究中，手性NHC/镍催化剂能够同时控制反应的化学、对映、非对映、区域以及顺反选择性，实现消旋醛到复杂烯丙醇产物的精准转化。该反应具有优秀的官能团兼容性以及广阔的底物范围，适用于α-芳基、胺基、烷氧基甚至全烷基取代的醛类底物，以及多种对称和非对称炔烃底物。该方法还可以应用于布洛芬类药物分子的快速改造以及生物活性分子鞘氨醇的形式合成。机理研究表明底物消旋化速率对反应立体选择性存在重要影响。该研究工作扩展了动态动力学拆分化学的应用范围，简化了复杂手性醇分子的合成。
本研究得到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导项目、上海市科委、宁波市自然科学基金委、上海有机所以及金属有机化学全国重点实验室的大力资助。
图 动态动力学不对称醛-炔还原偶联反应
