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近日，化学学院徐浩教授课题组在催化不对称合成领域取得新进展，相关成果发表在化学领域著名学术期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上，题为“Remote Enantioselective [4+1] Annulation with Copper-vinylvinylidene Intermediates”(J. Am. Chem. Soc. 2022, https://doi.org/10.1021/jacs.2c09572)。华中师范大学孔晗晗博士、朱翠菊副研究员、武汉大学博士研究生邓双为该论文共同第一作者，华中师范大学徐浩教授和武汉大学戚孝天教授为通讯作者。
末端炔烃作为一种廉价易得且用途多样的化合物，广泛应用于有机合成中，在医药、农药及天然产物的合成中发挥着重要作用。由于末端炔氢具有一定的酸性 (pKa~25)，可以与金属形成炔基金属中间体。对于含末端炔基的炔丙醇衍生物，则能与金属形成亚丙二烯基金属中间体。目前，基于炔基金属和亚丙二烯基金属中间体不对称转化反应得到了广泛的发展，但是，烯基-亚丙二烯基金属中间体参与的不对称反应鲜有报道，主要归因于烯基-亚丙二烯基金属中间体具有多个反应位点，存在多种竞争反应，特别是其ε位离金属中心有五根化学键的距离，该位点的立体选择性控制极具挑战性。因此，亟待发展新的方法及策略，实现烯基-亚丙二烯基金属中间体参与的不对称转化反应。
徐浩教授课题组近年来一直致力于催化不对称炔丙基取代反应的相关研究，该课题组之前通过改进的N,N,P-三齿配体和铜盐作为催化剂，实现了炔丙基胺化（RSC Adv. 2020, 10, 38478−38483）与烷基化反应（Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 867−870）以及催化不对称插烯与双插烯炔丙基取代反应（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15779–15785）。这些工作主要是通过亚丙二烯基铜中间体进行的不对称反应。
图1. 远程不对称[4+1]环化反应
最近，该课题组通过发展新型炔基烯丙醇酯试剂，采用新型的手性吡啶双噁唑啉配体与铜盐作为催化剂（5 mol %），成功实现了该试剂与1,3-二羰基化合物的远程不对称[4+1]环化反应（图1）。该反应具有优异的区域选择性、优异的对映选择性、广泛的官能团耐受性及反应条件温和等特点。在进行条件优化后，作者首先对底物的适用范围进行了考察，均能取得中等至优秀的产率和优秀的对映选择性。此外，作者进行了详细的机理研究，通过与武汉大学戚孝天教授合作，利用理论计算对反应机理及不对称诱导模型进行了深入的探究。为了提升该反应的应用价值，作者进行了克量级规模的合成及衍生化研究，均能取得很好的效果。该研究工作首次实现了烯基-亚丙二烯基金属中间体的远程不对称转化，不仅拓展了末端炔不对称转化的应用范围，而且为金属催化的远程手性控制提供了新思路。
该项研究得到了国家自然科学基金、华中师范大学“桂子学者”计划、华中师范大学博士后B类岗位计划及武汉大学中央高校基本科研业务费的支持。
徐浩教授课题组链接：http://www.xu-chemlab.com/
