中國科學技術大學精準智能化學重點實驗室、化學與材料科學學院傅堯教授、陸熹副教授等在烷基偶聯(lián)領域取得進展。研究團隊發(fā)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。7月10日，國際期刊《自然·合成》（Nature Synthesis）在線發(fā)表了該項工作。

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(zhì)和功能。烯烴氫烷基化反應使用穩(wěn)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(zhàn)，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。

圍繞上述挑戰(zhàn)，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(guī)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(xiàn)烯烴的氘化烷基化，在藥物分子和天然產(chǎn)物的合成與修飾中展現(xiàn)出應用潛力。

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。

圖.芳香亞結構輔助的鈷催化烯烴氫/氘烷基化及其氘代藥物合成應用

該項研究得到了國家自然科學基金委、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、安徽省科技廳、安徽省生物質(zhì)潔凈能源重點實驗室和博士后創(chuàng)新人才支持計劃的資助和支持。

論文標題：Enantioselective Alkene Hydroalkylation Overcoming Heteroatom Constraints via Cobalt Catalysis

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44160-024-00581-x

（精準智能化學重點實驗室、化學與材料科學學院、科研部）