近日,上海科技大学物质科学与技术学院高得伟课题组通过系统性配体结构修饰与改造,使用L-丝氨酸衍生的P,N-phox配体与钯催化体系,以优异的立体选择性一步构建了非邻位轴向与柔性的非环状中心手性分子,为含远程立体元素的手性分子构建提供了新的思路。相关研究成果发表于国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)。

图1. 背景介绍及本文工作概览
手性是自然界的基本属性,不对称催化反应是构筑手性分子的常用策略。传统的不对称催化方法擅长“贴身”构建单一或相邻立体中心,而“隔山打牛”式构建非相邻的手性元素的研究则进展缓慢。尤其是同步构筑轴手性与柔性链碳中心手性时,由于这些手性元素的间距较远,反应的过渡态构型具有较高的柔性,导致在同时调控反应的对映和非对映选择性方面面临显著挑战(图1A和1B)。
高得伟课题组通过精准的配体调控,成功构建出兼具非相邻轴手性与柔性中心手性的阻转异构体。研究中采用大位阻的P,N-噁唑啉配体,有效促进了1,2-金属盐重排过程,从而在单一钯催化剂作用下,实现了对两种远程立体元素的高效同步控制。该方法具有良好的底物适用性,适用于多种联芳基三氟甲磺酸酯、烷基及芳基硼酸酯,并可兼容一系列天然产物衍生物,充分体现出优异的反应温和性和良好的官能团兼容性(图1C和1D)。

图2. 机理实验
机理研究表明,反应通过Pd(II)中间体进行,其中1,2-金属盐重排为该反应的速率决定步骤。此外,所得产物可进一步通过多样化转化,构建多种非相邻手性元素的功能分子。
上海科技大学博士研究生邹细长和博士研究生孙宇雯为本文的共同第一作者,高得伟教授为通讯作者,上海科技大学为第一完成单位和通讯单位。
论文标题:Asymmetric synthesis of chiral boronic esters featuring non-adjacent axial and flexible, acyclic central chirality
