低价金属催化不饱和烃的氧化环化过程是金属有机化学中重要的基元反应。在无需预先官能团化和制备当量的高活性有机金属试剂的条件下，直接高效地实现手性碳碳键的构建。虽然近些年来金属催化不饱和烃通过氧化环化的不对称偶联反应有很大发展，尤其是镍催化的不对称还原偶联反应，但该类反应仍存在很大局限性；能够实现的不对称转化主要局限在炔烃与极化不饱和键参与的反应。联烯相比于炔烃由于具有多个反应位点，存在多种反应模式和可能性，相比于炔烃，联烯的氧化环化反应的区域和立体选择性的精准控制更加具有挑战性。此外，非极化双键由于其反应活性低，难于参与氧化环化反应。虽然目前联烯通过氧化环化的不对称还原偶联反应仅有本课题组的一例报道，其与非极化烯烃的不对称氧化环化反应尚无报道。而发展利用丰产金属钴催化，通过手性配体的调控，结合张力活化的非极化环丁烯，实现新反应模式构建手性环丁烷是非常必要的。

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室的孟繁柯课题组一直致力于钴催化的不对称反应的研究。在前期的研究中，孟繁柯课题组发展了一系列钴催化新型不对称反应（Angew. Chem. Int. Ed.2019,58,11049 –11053；Angew. Chem. Int. Ed.2021,60,2694–2698；J. Am. Chem. Soc.2021,143,12755–12765;J. Am. Chem. Soc. 2022,144,5233–5240;Angew. Chem. Int. Ed. 2022,61,e202205624;J. Am. Chem. Soc. 2023,145,3588–3598；Angew. Chem. Int. Ed. 2023,62,e202219257；Nat. Commun.2023,14,4825；Nat. Commun.2024,15,3427；Angew. Chem. Int. Ed.2024,63,e202405290；J. Am. Chem. Soc. 2024,146,23476–23486；Angew. Chem. Int. Ed. 2025,64,e202413313）。近期，该课题组在探索联烯与环丁烯的不对称还原偶联反应过程中，利用手性双膦配体，精确地调控了氧化环化过程的化学、区域和立体选择性，实现了新位点和模式的反应，构建了一系列手性烯基环丁烷化合物，取得了新的研究进展。（Angew. Chem. Int. Ed. 2025,64,e202416524）

孟繁柯课题组发现，利用光催化还原过程原位产生一价钴物种，通过具有富电子的手性双膦配体，使得环丁烯和联烯可以通过化学、区域和立体选择性的氧化环化过程，产生的钴杂环中间体中碳钴键被立体选择性地质子化，实现不对称还原偶联反应，选择性地将四取代烯烃引入到环丁烷骨架中。通过与华中师范大学的张之涵研究员合作，通过DFT计算对机理进行研究，解释了反应选择性地发生在位阻较小的烯烃以及区域和立体选择性高效控制的原因。产物经过进一步转化，合成一系列其它方法很难得到的多官能团化的手性砌块。

此项工作由上海有机所博士研究生武强辉，华中师范大学张之涵研究员，上海有机所崇庆雷副研究员，孟繁柯研究员为通讯作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委、上海市科委、中国科学院、上海有机所和金属有机化学国家重点实验室的大力资助。

图. 钴光协同催化联烯与环丁烯化学、区域、非对映和对映选择性的不对称还原偶联反应