近日，国际化学顶尖期刊《Angewandte Chemie International Edition》在线发表了华中师范大学化学学院肖文精教授/高轲教授团队与云南贵金属实验室常桥稳高级工程师合作完成的最新研究成果，论文题为“Eioselecnanttive Synthesis of Chiral 1,4-Dicarbonyls Bearing All-Carbon Quaternary Stereocenters via Photoredox/Nickel Dual Catalyzed Tandem Radical Addition/Oxidation”。华中师范大学为论文第一完成单位，已毕业硕士研究生邱继莹与博士后周雪松博士为共同第一作者，肖文精教授、高轲教授和常桥稳高级工程师为共同通讯作者。
手性1,4-二羰基化合物，尤其是含有季碳立体中心的此类骨架，广泛存在于药物分子和生物活性天然产物中。然而，该类结构因立体控制难度大、成键构建复杂，其不对称合成一直是有机合成与药物化学领域的核心挑战之一。传统的Stetter反应虽为合成1,4-二羰基化合物的经典方法，但催化不对称版本仍较为稀缺。近年来，可见光驱动的双催化为开发自由基反应以及手性控制提供了新思路。但现有方法多依赖预官能化偶联试剂或潜在爆炸性的α-重氮酯，限制了其实用性和可扩展性。因此，开发以廉价易得原料为偶联伙伴、条件温和、可持续的合成策略来构筑手性1,4-二羰基化合物具有重要意义。
肖文精教授领衔的团队基于前期在光氧化还原/镍协同催化方面的工作积累，提出了如下反应设计：β-酮酸酯经酮-烯醇互变异构形成烯醇负离子，被激发态光催化剂单电子氧化，生成与手性镍催化剂螯合的α-羰基碳自由基，该自由基被烯烃立体选择性捕获，构建季碳立体中心（图1）。随后生成的苄基自由基被分子氧氧化，最终得到目标的手性1,4-二羰基产物。该策略以分子氧作为末端氧化剂，避免了预官能化偶联试剂的使用，兼具高原子经济性、步骤经济性、优异的官能团兼容性和广泛的底物范围 (50 examples, up to 98% yield & 96% ee )，为高效、高对映选择性构建1,4-二羰基化合物提供了新的方法。
图1.课题研究背景以及反应设计
近年来，肖文精教授领衔的团队长期聚焦于可见光驱动的有机合成方法学研究。在可见光促进的均相能量转移、光催化资源小分子高值转化、不对称光反应以及氮自由基化学等方面取得了一系列重要进展。同时，在光化学合成的产业化应用方面也获得了显著突破。团队高度重视专业人才培养和国际化交流合作，形成了鲜明的特色与优势。截止目前，团队在Nat. Rev. Chem.、Nat. Catal.、Acc. Chem. Res.、Chem. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem., Int. Ed.等多个国际顶尖期刊上发表论文350余篇。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、华中师范大学中央高校基本科研业务费、云南贵金属实验室科技计划项目、云南省专家工作站以及中国博士后科学基金项目的资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.6364342
课题组网站：chem-xiao.ccnu.edu.cn
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