中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)化學(xué)國家重點實驗室王曉明課題組致力于研究多金屬物種參與的反應(yīng)體系，包括通過金屬間電子傳遞、基團(tuán)轉(zhuǎn)移實現(xiàn)挑戰(zhàn)性的轉(zhuǎn)化過程和探究內(nèi)在規(guī)律、仿酶的雙多核金屬催化劑的開發(fā)和金屬物種的現(xiàn)場簇集和催化等。近日，在該課題組已經(jīng)取得一定進(jìn)展的雙（多）核金屬催化的工作基礎(chǔ)上（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 11799; ACS Catal. 2021, 11, 13696; Nat. Commun. 2021, 12, 3813; ACS Cent. Sci. 2022, 8, 581; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 10.1002/anie.202307973），他們與合作者開發(fā)了一類結(jié)構(gòu)明確的手性雙核銅絡(luò)合物，并首次實現(xiàn)了雙核銅催化的(動態(tài))動力學(xué)拆分的不對稱炔丙基取代反應(yīng)。通過與藍(lán)宇教授課題組合作，提出了雙核銅中兩個銅核在與乙炔基和亞丙二烯基配體配位時的雙功能作用(Chem. 2023, 10.1016/j.chempr.2023.09.006）。

　　銅催化的不對稱炔丙基取代反應(yīng)能夠高效構(gòu)建手性的炔丙基化合物，在不對稱催化中占有重要地位。自van Maarseveen和Nishibayashi等在 2008 年首次報道銅催化的不對稱炔丙基胺化反應(yīng)以來，該領(lǐng)域取得了快速的發(fā)展。通常情況下，銅鹽和手性配體現(xiàn)場制備銅絡(luò)合物作為催化劑。該領(lǐng)域中長期以來存在一個假設(shè)，就是現(xiàn)場生成了雙核的銅中間體，并且它們是反應(yīng)的活性催化物種。這與一些研究工作中觀察到明顯的非線性效應(yīng)相一致，一些原位組裝的雙核銅物種也確實被分離鑒定。然而，迄今為止，沒有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的雙核銅催化的不對稱炔丙基取代反應(yīng)的報道，雙核銅催化的機(jī)制，依舊是一個未解之謎。

　　近日，王曉明課題組與合作者開發(fā)了基于手性苯并[c]噌啉雙噁唑啉配體的雙核銅絡(luò)合物，兩個銅原子被配體中的四個氮原子配位并“包裹”在配體的中心。該類型絡(luò)合物在多類親核試劑參與的不對稱炔丙基取代反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異，并首次實現(xiàn)了銅催化的高對映選擇性的炔丙醇衍生物的動力學(xué)拆分。該催化體系對于多種伯胺、仲胺和碳/氧親核試劑，以及芳香和脂肪族炔丙酯底物，均能適用。此外，反應(yīng)對于季碳炔丙酯底物和環(huán)狀炔丙酯底物也能夠兼容，從而有效地構(gòu)建了含季碳手性中心的炔丙基化產(chǎn)物。實驗研究和DFT理論計算表明，雙核銅結(jié)構(gòu)在催化過程中保持完整，并提出了雙核銅中兩個銅核在與乙炔基和亞丙二烯基配體配位時的雙功能作用。雙核銅中一個銅與炔基形成 鍵，另一個銅與炔烴存在 相互作用，這種不對稱配位模式是影響炔丙酯衍生物動力學(xué)拆分的關(guān)鍵因素。

圖1 手性雙核銅絡(luò)合物催化的不對稱炔丙基取代反應(yīng)

　　 該工作得到科技部、自然科學(xué)基金委、上海有機(jī)所以及金屬有機(jī)化學(xué)國家重點實驗室的大力資助。