综述推荐 | 南方科技大学刘心元/顾强帅&大湾区大学（筹）杨昌江：对映选择性自由基去对称化反应研究进展

近日，南方科技大学刘心元/顾强帅团队与大湾区大学（筹）杨昌江课题组合作发表综述文章，介绍了对映选择性自由基去对称化反应领域的重要进展。文章主要包括两方面的内容，一是探讨了基于闭壳型自由基前体或功能化试剂的立体选择性去对称化反应，二是讨论了针对开壳的自由基物种进行立体选择性官能化反应实现其对映选择性控制。最后，作者总结了对映选择性自由基去对称化反应研究所面临的挑战以及发展机遇。

背景介绍：

对映选择性去对称化反应是从前手性或者内消旋化合物出发，经过一步化学转化立体选择性地产生单个或多个立体中心，快速构建具有复杂结构的手性分子的重要方法，在有机化学、药物化学和材料科学等领域中有广泛应用。从有机合成的角度而言，虽然对映选择性去对称化反应几乎适用于所有类型的不对称合成反应，但是长期以来的研究重点主要是集中在利用极性不对称反应来实现对映选择性去对称化反应。相比之下，涉及自由基途径的对映选择性自由基去对称化反应发展比较滞后，主要原因是缺乏有效的不对称合成策略立体选择性地控制高活性自由基物种的反应性和对映选择性。

本文亮点：

近年来，不对称催化与自由基化学的有效结合，推动了前手性以及内消旋化合物的对映选择性自由基去对称化反应研究的快速发展（图1）。在反应机制方面，发展自由基不对称反应必须要解决的挑战之一，即存在高活性自由基物种的情况下，如何在手性催化剂（试剂）与底物分子结构之间有效保持共价或者非共价相互作用，实现其对映选择性控制。

图1.前手性与内消旋化合物的对映选择性自由基去对称化反应

本综述根据反应过程中立体化学决定步骤所发生的阶段，将对映选择性自由基不对称反应主要分为两种模式（图2）。第一种模式是实现对称的自由基前体的对映选择性去对称化反应，以及功能性试剂的极性对映选择性去对称化反应。具体来说，其自由基前体或功能性试剂的立体化学决定步骤发生在自由基生成阶段（阶段I；图2，左侧）。目前报道的主要方法有利用对映基团选择性的自由基生成反应实现去对称化，以及经历自由基中间体的对映基团选择性的极性转化实现去对称化。相比之下，第二种模式是通过立体选择性的自由基官能化反应实现对映选择性去对称化，其立体化学决定步骤发生在自由基官能化阶段（阶段II；图2，右侧）。目前报道的主要方法包括手性辅基控制的自由基去对称化反应，化学计量手性试剂控制的自由基去对称化反应，非对映基团选择性的催化自由基去对称化反应，以及催化的对映选择性自由基去对称官能化反应。

图2.对映选择性自由基去对称化反应的两种模式

总结与展望：

本综述从反应机制的角度，介绍了对映选择性自由基去对称化反应研究的早期探索以及最新研究成果。虽然该领域在过去十年来取得了显著进展，但是其未来发展仍然面临一些挑战与机遇，其中包括：(1) 新型廉价过渡金属催化体系的设计开发以及对相关基元反应机制的探究亟待发展。(2) 适用于对映选择性自由基去对称化反应的底物类型与反应范围需要进一步拓展。(3) 在合成复杂生物活性分子和天然产物方面的巨大潜力尚未得到充分开发。随着相关研究人员的不断探索，这一研究领域会孕育出更丰富的创新性研究成果，促进自由基不对称化学的可持续性发展 。

文章详情：

Research Progress in Enantioselective Radical Desymmetrization Reactions

Chang-Jiang Yang*, Lin Liu, Qiang-Shuai Gu* & Xin-Yuan Liu*

Cite this by DOI: 10.31635/ccschem.024.202303839

文章链接：

https://doi.org/10.31635/ccschem.024.202303839

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