研究人員開辟手性功能分子合成新途徑

中國科學技術大學教授傅堯、副教授陸熹等在烷基偶聯領域取得新進展：研究團隊發展了鈷催化芳香亞結構輔助的烯烴氫烷基化反應，為氘代藥物等手性功能分子的合成開辟了新途徑。相關研究成果日前在線發表于《自然-合成》。

烷基碳中心在有機分子和功能材料中起到支撐“三維立體”結構的作用，并賦予這些分子獨特的性質和功能。烯烴氫烷基化反應使用穩定且常見的烯烴作為原料，通過金屬氫物種與烯烴反應，生成烷基金屬中間體，從而精確構建烷基碳中心。然而，控制這種反應的立體化學選擇性一直是個挑戰，通常需要特定的路易斯堿性基團或極性雜原子官能團的輔助。

針對上述挑戰，傅堯和陸熹團隊深入研究了烷基金屬中間體結構和反應規律性，成功建立了一種利用C-H…π非共價相互作用（一種化學弱相互作用）來控制反應選擇性的新模式。在該過程中，苯乙烯底物的π電子體系與催化劑中的氫原子之間形成C-H…π相互作用，從而精確控制了反應的立體化學選擇性。這使得鈷催化的烯烴氫烷基化反應能夠順利進行，精準構建了芳基鄰位手性烷基碳中心，解決了無雜原子烯烴氫烷基化反應立體化學不可控的問題。該反應適用于多種底物，并且具有出色的官能團兼容性。此外，該催化體系還能實現烯烴的氘化烷基化，在藥物分子和天然產物的合成與修飾中展現出應用潛力。

研究人員介紹，該研究為烯烴官能化反應的立體選擇性控制提供了新模式，同時為氘代藥物等手性功能分子的合成開辟了新途徑。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s44160-024-00581-x