东北师范大学张前教授研究团队在自由基化学领域取得研究新进展

导读

自由基化学是合成化学的重要分支，因自由基独特的开壳层电子组态赋予其高反应性，实现化学和立体可控转化具挑战性。不饱和烃作为重要的有机合成砌块与化工原料，其高效转化策略的开发具有重要科学意义。张前教授研究团队聚焦自由基介导的不饱和烃精准催化转化体系，开展了系统性研究工作，近期，在Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc. Nat. Commun.等国际权威期刊发表研究论文十余篇，推进了自由基化学的发展。

1.自由基-自由基交叉偶联体系构建

团队创新性提出氧化淬灭引发氮杂环卡宾稳定羰游基策略，以环丙烷为模型底物，成功实现普通芳基环丙烷的1,3-双官能团化反应 (Nat. Commun. 2024, 15, 8930; Sci. China Chem. 2025, 68, DOI: 10.1007/s11426-024-2525-0)，突破了光催化体系对富电子芳基环丙烷的依赖。针对自由基交叉偶联的不对称控制难题，首创"后期立体转变"机制 (Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202313770)，通过立体选择性硼铜化构建首个手性中心，结合硼氧消除实现立体化学放大，实现了β-取代苯乙烯的高对映/非对映选择性氧化硼化。近期创新性利用铜稳定氮中心自由基，实现与离域烯丙基自由基与简单苯胺衍生物的不对称偶联，实现了共轭二烯的多氟烷基化胺化反应，为官能化手性烯丙胺的构建提供了新机遇 (Nat. Commun. 2025, Accept)。

2.不对称自由基-极性交叉体系的建立

基于高价Co-H介导的MHAT过程，团队成功开发苯乙烯衍生物与仲胺的不对称氢胺化体系 (Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202213913)，并通过配体调控和反应设计，系统实现钴催化烯烃的分子内氢胺化 (Sci. China Chem., 2024, 67, 2002)、氢碳化 (ACS Cat. 2024, 14, 9294; CCS Chem. 2025, 7, 765)及氢氧化 (Chem. Catal. 2024, 4, 101126; Chem. Sci., 2025, 16, 5640)等转化。利用氮杂环卡宾催化体系实现前轴手性双醛与醇 (Chem. Sci., 2024, 15, 4564)、硫脲(Green Chem., 2024, 26, 10940)等亲核试剂的高效不对称偶联。

3.不饱和烃的不对称串联转化

团队开创性整合铜催化氢硼化与氢烯丙基化反应，实现末端炔烃的区域发散性不对称双官能团化 (Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63, e202410833)。在亚乙烯基环丙烷转化中，通过连续氢硅化策略实现碳/硅手性协同构建，合成了五元环状硅手性中心化合物 (Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63, e202407391)。构建双金属协同催化体系，突破Z/E混合烯烃的立体控制瓶颈，实现了Z/E混合烯烃的不对称硼胺化反应 (J. Am. Chem. Soc., 2025, Minor Revision)。利用铜催化N-烯丙基吲哚的硼化串联环化实现吲哚并吡咯四手性中心化合物的精准合成 (Sci. China Chem., 2025, DOI: 10.1007/s11426-024-2214-0)。

团队建设与项目支撑

张前教授带领的研究团队在科研团队构建与项目攻关方面也取得了重要进展。在团队建设方面，通过精准的学科布局和人才引育策略，形成了一支以自由基化学与不对称催化为研究核心的创新科研团队，熊涛教授 (2023年) 成功入选国家高层次人才计划。科研项目方面，团队近两年主持国家自然科学基金资助项目6项 (包括重大项目1项、重点项目1项以及面上项目4项)，科技部重点研发计划项目2项及其他研究课题。

研究团队成员

来源： 东北师范大学化学学院