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上海有机所发展首例手性双核铜催化的不对称CuAAC反应

发布时间:2026-07-02金属有机化学全国重点实验室

铜催化叠氮-炔烃环加成(CuAAC)是现代合成化学的基石反应之一,被广泛应用于化学生物学、材料科学和药物化学等领域。尽管双核催化机制已被广泛提出且某些双核配合物表现出良好催化活性,但不对称CuAAC仍依赖于铜盐与手性配体的原位组装,缺乏结构明确的手性双核铜催化体系,在催化效率和选择性控制上依旧有局限性。

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学全国重点实验室王晓明课题组长期致力于研究多金属物种参与的反应体系,包括生物酶启发的双/多核金属催化剂的开发,以及金属物种的簇集与催化等。近日,该课题组与合作者在已取得阶段性进展的双/多核金属催化的工作基础上(J. Am. Chem. Soc. 2026,148, 25086-25095; Natl Sci. Rev.2026, nwag257; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 39561-39571; ACS Cent. Sci. 2025, 11, 1773-1783; Nat. Commun.2025, 16, 7191;Nat. Chem.2025, 17, 1196-1206;Nat. Commun.2025, 16, 3077; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 2000-2009;J. Am. Chem. Soc.2024, 146, 4727-4740; Chem, 2024, 10, 265-282; J. Am. Chem. Soc.2023, 145, 24877-24888),受原位自组装的双核铜催化机理启发,使用特色的手性苯并[c]噌啉双噁唑啉配位的双核铜络合物为催化剂,成功实现了含端炔基的吖内酯与叠氮化物的高效动力学拆分。该手性双核铜催化剂具有刚性的平面支架、稳定的配位几何结构和一个半圆形的手性空腔,被认为是该催化反应具有高活性和优异手性控制能力的关键。

这一催化体系表现出良好的底物兼容性,适用于多种芳基和烷基取代的吖内酯底物,能够以较高的回收率和产率得到手性吖内酯原料和对应的三氮唑产物。机理研究表明,双核铜结构在催化过程中保持完整,双核铜通过σ/π不对称配位模式活化炔基底物,并结合DFT理论计算提出了可能的催化循环,揭示了催化循环中立体选择性来源。该方法合成实用性良好,能够在低催化剂负载量(0.08 mol%)下顺利进行反应,产物可方便地转化为多种高价值的手性α‑季碳氨基酸衍生物,为手性季碳中心构建提供了高效策略,也为不对称CuAAC反应的催化剂设计提供了新方向。

相关研究成果以《Mechanism-Inspired Chiral Binuclear Cu Catalysis for Click Chemistry: Highly Efficient Kinetic Resolution to α-Quaternary Amino Acid Derivatives》为题,发表于期刊Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.2026, 10.1021/jacs.6c08637)。该工作得到科技部、中国科学院、国家自然科学基金委、上海市科技委、上海有机所以及金属有机化学全国重点实验室的大力资助。


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