Angew｜武汉大学王春江/董秀琴团队在双金属顺序催化取得新进展

导读

近日，国际权威杂志《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）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顺序催化立体发散性精准合成手性螺吡咯烷-γ-丁内酯的最新研究论文，题为“Stereodivergent Construction of Spiropyrrolidine-γ-Butyrolactones Enabled by Cu/Ru Sequential Catalysis and Stereoselective Reduction”。武汉大学化学与分子科学学院已毕业博士生熊祺、博士后田奎、博士生刘新莲为论文共同第一作者，其他合作者包括博士生何玲、硕士生宋曜雯和刘祎。武汉大学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。

长期以来，高效合成结构复杂且具有重要生物活性的杂环分子，一直是合成化学和药物化学的前沿领域。其中，吡咯烷因其广泛的生理活性被认为是优势的氮杂环骨架，在2013至2023年间获FDA批准的小分子药物中位列第三。与此同时，γ-丁内酯作为另一类重要的含氧杂环结构，也因其显著的生物相关性备受关注。将上述药效团进一步整合至螺环骨架中，相较于平面结构类似物，可显著提升靶点选择性与代谢稳定性，在当前药物研发中备受关注。另一方面，开发简洁、高效的立体发散性合成策略，精准构建含有非相邻手性中心的手性分子，仍是不对称催化领域的一项关键挑战，此类结构的传统合成方法往往受制于冗长的合成路径。相比之下，顺序或接力催化策略展现出独特优势，能够对连续反应步骤中生成的手性中心进行独立的立体化学控制，从而可实现从简单原料出发，以符合绿色化学原理的一锅法方式立体发散性获得所有可能的立体异构体。

近年来，王春江/董秀琴团队基于借氢催化策略在双金属Cu/Ru接力催化领域取得了一系列代表性成果（Angew. Chem. Int. Ed.2022, e202206517; Angew. Chem. Int. Ed.2024, 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; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 33288）。在上述工作基础上，该团队进一步聚焦于具有重要合成价值的手性螺吡咯烷-γ-丁内酯骨架，以氯代酮与环状亚胺酯为原料，通过不对称亲核取代、不对称转移氢化及内酯化的串联反应，高效构建了含有两个非相邻手性中心的手性螺二氢吡咯烷-γ-丁内酯。随后通过高立体选择性亚胺还原步骤，以优秀的非对映选择性（>20:1 dr）成功引入第三个手性中心，从而构筑了具有三个非相邻手性中心的独特螺环骨架，最终实现了该类结构全部四种立体异构体的立体多样性合成。在合成应用方面，该类手性螺吡咯烷-γ-丁内酯可作为仲胺催化剂，成功应用于催化醛的不对称氯代反应、Aldol缩合以及Michael加成，取得了良好的催化效果，展现了潜在的应用前景。

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）、国家自然科学基金（22271226和22371216）以及武汉大学科研公共服务条件平台的支持。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202519537

王春江课题组链接：https://wanglab.whu.edu.cn/

来源：武汉大学