西安交大科研人员在金属催化不对称反应方面取得重要进展

手性物质的精准构筑对生物医药和材料科学领域的发展具有重要意义。轴手性联芳基骨架广泛存在于天然产物、生物活性分子和手性有机材料之中，特别是手性配体与催化剂的重要优势骨架。轴手性联芳基醛既可作为种类繁多的轴手性化合物的重要合成前体，也可直接用作手性有机催化剂。传统上，轴手性联芳基醛的合成以手性拆分或光学纯联芳基原料的多步转化为主。近年来，科学家们通过精妙的设计实现了联芳基醛的阻转选择性合成，例如不对称Suzuki-Miyaura反应和不对称有机催化迭代Aldol环化反应。然而，高效的轴手性联芳基二醛的催化不对称合成仍然是不对称催化领域的重要需求。

前沿院李鹏飞课题组长期致力于新配体和新催化反应的研究。针对半个世纪以来手性吡啶类配体设计的难题，通过分子层面空间与电性的精心设计和多年的实验探索，开发了一类新骨架手性联吡啶配体SBpy。该配体具有[6-5-3]刚性稠环结构，实现了中心金属近程位阻最小化和远端侧链结构的高度可调性，克服了立体选择性和催化活性之间的矛盾。有别于传统的手性配体设计思路，SBpy具有“内松外紧”的结构特征，与广谱性酶（如细胞色素P450）异曲同工。前期研究将新配体成功应用于镍催化醛的不对称还原芳基化反应，初步展示了配体的应用潜力。

最近，前沿院李鹏飞教授与化学学院深度合作，通过富有挑战性的镍催化邻氯芳基醛的不对称还原自偶联反应再次展示了SBpy设计的合理性与有效性。以二（3,5-二叔丁基苯基）甲酮衍生的(+)-DTB-SBpy为配体，课题组高效、高选择性地合成了一系列光学纯的轴手性联苯二醛和联萘二醛化合物，反应催化活性高，条件温和。作者通过底物丰富的官能团转化展示了联芳基二醛作为重要合成中间体在具有手性联芳基骨架的催化剂与配体合成中的重要性。此外，作者也将该反应成功应用于具有生物活性的天然产物(+)-kotanin, (-)-isoschizandrin 和(+)-gossypol的形式合成中，进一步展示了反应的应用价值。该反应成功的关键在于独创性的手性2,2'-联吡啶配体SBpy的应用，既展示了SBpy配体设计的有效性，也为手性分子的选择性合成提供了新工具，为相关手性催化剂的设计提供了新思路。

该研究成果发表于国际化学领域权威期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。论文第一作者为西安交大化学学院助理教授Saima Perveen博士和前沿院助理教授张帅博士，通讯作者为李鹏飞教授。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212108

李鹏飞教授课题组主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/lipengfei/home