南方科技大学舒伟团队综述:丰产金属催化的不对称氧化 sp³-sp³ 交叉偶联研究进展

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2026-03-02 来源:RSC 英国皇家化学会公众号

金属催化不对称 sp³-sp³ 交叉偶联反应是快速构建分子饱和度并精准控制立体化学的重要方法,但受反应底物与中间体的位阻效应及结构柔性等因素影响,导致金属催化不对称 sp³-sp³ 交叉偶联存在明显的竞争性副反应且对映选择性控制难度较大。传统过渡金属催化策略使用氧化还原中性条件下 sp³-杂化亲电试剂与 sp³-杂化亲核试剂的不对称交叉偶联。近年来,丰产金属催化烯烃与 sp³-杂化亲电试剂的不对称氢官能团化为不对称 sp³-sp³ 交叉偶联提供了新的选择。2023 年,舒伟课题组首次发展了还原条件下镍催化不对称烷基-烷交叉偶联策略。以上策略均需使用化学计量的 sp³-杂化亲电试剂,存在原子经济性等多种局限性。相比之下,丰产金属催化的不对称氧化 sp³-sp³ 交叉偶联使用两种 sp³-杂化亲核试剂在氧化条件下实现不对称 sp³-sp³ 交叉偶联。该策略可规避使用当量的亲电试剂。近年来,该策略取得一系列进展,为手性饱和 Cₛₚ³-Cₛₚ³、Cₛₚ³-Xₛₚ³ 和 Xₛₚ³-Xₛₚ³ 键构建提供了新的高效合成路径,对药物、天然产物合成及功能材料研发具有重要意义。

近日,南方科技大学舒伟团队重点介绍了以 Fe、Co、Ni、Cu 为代表的丰产金属及双金属体系催化的不对称氧化 sp³-sp³ 交叉偶联反应研究进展;围绕不同催化体系的反应开发、机理探究与合成应用展开论述;同时,梳理了该领域从单金属催化体系到协同催化以及光/电辅助体系的演变,突出了如何通过催化剂设计、配体调控和氧化还原控制的优化来攻克不对称氧化成键过程中固有的反应活性与选择性难题。

该领域仍面临诸多亟待解决的挑战:(1)现有方法多依赖 DTBP、DDQ 等强氧化剂,原子经济性与可持续性不足;(2)底物适用性仍然存在较大局限,对仲、叔烷基等大位阻底物的反应性有限;(3)机理研究中立体化学诱导机制尚未完全明确;(4)亲核试剂氧化交叉偶联过程中的过度氧化与竞争性自偶联问题仍需攻克。

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