
上海有機所在雙功能手性雙核鎳催化方面取得進展
在現(xiàn)代有機合成中,過渡金屬催化通常依賴兩種反應(yīng)模式:一類是涉及金屬價態(tài)變化的氧化還原催化,另一類是金屬作為電子受體發(fā)揮作用的路易斯酸催化。如何在同一個催化體系中同時整合這兩種功能,一直是金屬有機催化領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)。實現(xiàn)這一整合具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價值,它不僅能在單一催化循環(huán)中同時實現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移與極化活化,從而完成傳統(tǒng)單一模式難以實現(xiàn)的轉(zhuǎn)化,拓展合成方法學(xué)邊界;還能通過雙功能協(xié)同增強對立體與區(qū)域選擇性的精準(zhǔn)控制,為手性藥物及復(fù)雜天然產(chǎn)物的高效合成提供新策略,并推動新型催化劑設(shè)計的發(fā)展,最終為綠色、高效的可持續(xù)合成技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所金屬有機化學(xué)全國重點實驗室王曉明課題組長期致力于研究多金屬物種參與的反應(yīng)體系,包括生物酶啟發(fā)的雙/多核金屬催化劑的開發(fā),以及金屬物種的簇集與催化等。近日,該課題組與合作者在已取得階段性進展的雙/多核金屬催化的工作基礎(chǔ)上(Natl Sci. Rev.?2026, nwag257; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 39561-39571.; ACS Cent. Sci. 2025, 11, 1773-1783.; Nat. Commun.?2025, 16, 7191.?;?Nat. Chem.2025, 17, 1196-1206.;Nat. Commun.?2025, 16, 3077.; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 2000-2009.?;?J. Am. Chem. Soc.2024, 146, 4727-4740.; Chem, 2024, 10, 265-282.; J. Am. Chem. Soc.2023, 145, 24877-24888等),設(shè)計并發(fā)展了一種以手性聯(lián)萘酚-吡啶噁唑啉(BINOL-PyOx)為骨架的新型手性多齒配體,通過配位單元的不同,以單一鎳前體成功構(gòu)建了雙功能雙核鎳催化體系,實現(xiàn)了氧化還原與路易斯酸催化功能在催化劑中的協(xié)同作用,并應(yīng)用于烯酰胺與醇的不對稱氫烷氧基化反應(yīng),高效合成了一系列高價值的手性N,O-縮醛類化合物。
這一催化體系表現(xiàn)出優(yōu)異的底物適應(yīng)性,適用于多種末端、內(nèi)烯及雜環(huán)取代的烯酰胺,以及一級和二級醇,最高取得98%產(chǎn)率及98%對映選擇性。機理研究表明,配體的BINOL結(jié)構(gòu)單元穩(wěn)定Ni(II)作為路易斯酸活化烯酰胺底物,而PyOx單元則與鎳配位實現(xiàn)Ni(0)/Ni(II)的氧化還原過程,完成醇的氧化加成與烯烴的插入,實現(xiàn)手性C-O鍵的高效構(gòu)建。此外,該策略還成功應(yīng)用于多種藥物及天然產(chǎn)物衍生物的后期修飾,展現(xiàn)出良好的兼容性與實用性??思壱?guī)模反應(yīng)進一步驗證了其在藥物研發(fā)中的應(yīng)用潛力。
該研究不僅為手性N,O-縮醛的合成提供了一條高效簡單,且具有完美原子經(jīng)濟性的新路徑,也為發(fā)展雙/多核金屬催化體系提供了嶄新的設(shè)計思路。

相關(guān)研究成果以《Merging Redox and Non-redox Catalysis by A Dinuclear Nickel Catalyst: Enantioselective Hydroalkoxylation of Enamides with Alcohols》為題,發(fā)表于期刊Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.?2026, 10.1021/jacs.6c06222)。該工作得到科技部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、上海市科技委、上海有機所以及金屬有機化學(xué)全國重點實驗室的大力資助。
附件下載:

