
上海有機所開發(fā)超高活性的仿生手性三核鋅催化劑
中國科學院上海有機化學研究所金屬有機化學全國重點實驗室王曉明課題組長期致力于生物酶啟發(fā)的雙多核金屬催化劑的開發(fā)和金屬物種的簇集與催化等研究。開發(fā)超高活性手性金屬催化劑是均相金屬催化的重要目標之一,而天然金屬酶憑借其精確空間結(jié)構(gòu)和多活性位點協(xié)同作用展現(xiàn)出非凡效率。受此啟發(fā),他們團隊與合作者通過融合優(yōu)勢手性BINOL骨架與吡啶-噁唑啉(pyox)模塊,設(shè)計出具有精確空間排布的"BINOL-dipyox"六齒配體(圖一)。該配體與醋酸鋅自發(fā)地、選擇性地自組裝形成結(jié)構(gòu)明確的手性三核鋅配合物——一種極為罕見的三核金屬催化劑,在酮不對稱硼氫化反應(yīng)中以十萬分之五 (0.005 mol%) 超低用量實現(xiàn)19,400超高周轉(zhuǎn)數(shù)(TON),以高對映選擇性獲得手性醇產(chǎn)物,催化效率較單核鋅體系提升三個數(shù)量級,凸顯了三核鋅的催化優(yōu)勢。這種模擬核酸酶P1三核鋅中心的仿生設(shè)計成功實現(xiàn)了手性鋅催化劑的高效率與高選擇性控制。相關(guān)研究成果在ACS Cent. Sci. (2025, 10.1021/acscentsci.5c01067)發(fā)表。
該研究得到科技部、國家自然科學基金委、上海有機所以及金屬有機化學全國重點實驗室的大力資助。

圖1 手性三核鋅催化劑的設(shè)計、自組裝和超高催化活性
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