武汉大学王春江/董秀琴团队在双金属Cu/Ru接力催化取得新突破：手性分子立体多样性和骨架多样性的精准合成

导读

近日，国际权威杂志《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）刊发了武汉大学化学与分子科学学院王春江/董秀琴团队关于双金属Cu/Ru接力催化以立体发散性和骨架多样性实现联烯醇的官能团化反应，题为“Cu/Ru Relay Catalysis Enables Functionalization of Allenic Alcohols with Stereodivergence and Skeleton Diversity”。武汉大学化学与分子科学学院博士研究生田奎为论文第一作者，王春江教授和董秀琴教授为论文通讯作者，武汉大学化学与分子科学学院为第一署名单位。

结构复杂且具有多重立体化学元素的分子广泛存在于天然产物、合成中间体及药物分子中。由手性中心（R/S）和烯烃几何构型（Z/E）差异所产生的立体异构体，往往表现出截然不同的生物活性，这凸显了立体化学控制在药物研发中的关键作用。不对称协同催化与接力催化能够从相同底物和相似反应条件出发，高效精准获取目标分子所有可能的立体异构体，已经取得了重要进展。然而，如何实现手性分子的立体发散性与骨架多样性合成仍然是极具挑战性的课题。

借氢（hydrogen-borrowing）催化是一种兼具原子经济性、步骤经济性和氧化还原中性优点的绿色合成策略，一般从方便易得的醇类出发，通过氧化脱氢-中间体官能团化-还原氢化等串联反应来高效构建手性分子。近年来，王春江/董秀琴团队在利用借氢催化策略实现双金属Cu/Ru接力催化领域取得了一系列代表性成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202206517; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202315325; Chem. Sci. 2024, 15, 10135; Chem. Sci. 2025, 16, 1233; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 5014; J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 26102）。值得注意的是，尽管联烯醇是一类重要的合成子，其可逆氧化-还原是一个尚未解决的难题(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5568)，但这也是决定其能否参与借氢反应的关键所在。

基于上述研究背景，王春江/董秀琴团队通过双金属Cu/Ru接力催化体系实现具有挑战性的联烯醇与α-氟代α-氮杂芳基乙酰胺/乙酸酯之间的氧化脱氢-不对称迈克尔加成-氢化还原的不对称串联反应，以高产率、优异的非对映/对映选择性成功构建了含有1,4-非相邻叔碳手性中心和季碳手性中心的所有四种高烯丙醇立体异构体[(S,S), (S,R), (R,R), (R,S)]。此外，还可通过反应时间与碱性调控逆克莱森/烯烃异构化过程实现骨架多样性合成，得到所有四种具有Z/E构型和中心手性的四取代氟代烯烃立体异构体[(Z,R), (E,R), (Z,S), (E,S)]。该方法学具有广泛的底物适用范围和产物应用转化，其中包括立体发散性构建手性高烯丙基氯和具有C-N轴手性的δ-内酰胺衍生物等。通过一系列控制实验和动力学研究，为揭示该Cu/Ru接力催化反应的内在机理提供了关键依据。

上述研究受到了国家重点研发计划（2023YFA1506700）、中央高校基本科研业务费专项资金（2042025kf0032）和国家自然科学基金委项目（22271226、22371216）的资助。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c12469

王春江课题组链接：https://wanglab.whu.edu.cn/

来源：武汉大学化学与分子科学学院

xqxq