導讀

廈門大學化學化工學院葉龍武教授課題組與浙江大學洪鑫教授課題組合作在基于炔烴轉化的雜環合成方法學研究方面取得重要進展，相關成果以“Ligand-controlled divergent asymmetric C(sp3)?H and C(sp3)?O insertion via vinyl cations”為題近日發表于Nature Communications (2025, 16, 4107)。

含氧化合物的C-H鍵和C-O鍵的催化不對稱轉化已成為有機合成中的重要工具。其中，涉及卡賓或類卡賓的不對稱C(sp3)-H鍵插入和C(sp3)-O鍵插入是近年來該領域的一大研究熱點。相對于1,5-C-H插入反應，1,6-C-H插入因經歷七元環過渡態其不對稱插入反應極具挑戰。另外，在以含氧分子為底物的1,6-C-H插入反應中，相關的Stevens重排反應會同時發生，即通過氧鎓葉立德中間體生成形式C-O插入產物，從而導致1,6-C-H插入和形式C-O插入反應的化學選擇性難以控制。迄今為止，由相同含氧分子為起始原料，可控地實現高化學和對映選擇性的1,6-C-H插入及Stevens重排反應尚未見報道。

近日，葉龍武教授課題組基于其先前有關手性銅催化二炔環化反應的研究基礎（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16961; J. Am. Chem. Soc.2020, 142, 7618; Chem. Sci.2021, 12, 9466; Angew. Chem. Int. Ed.2022, 61, e202115554; Angew. Chem. Int. Ed.2022, 61, e202210637; Nat. Commun.2023, 14, 7058; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303670; Chem. Sci. 2023, 14, 3493; Sci. Adv. 2024, 10, eadq7767; Nat. Commun. 2024, 15, 2232; Nat. Commun. 2024, 15, 9227; Angew. Chem. Int. Ed.2024, 63, e202411709; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202418254），以縮醛取代的1,5-二炔為底物，廉價金屬Cu(I)作為催化劑，通過不同手性SaBOX配體的調控，經二炔環化產生的烯基陽離子可被縮醛上不同親核反應位點選擇性捕獲，從而可控地實現不對稱C(sp3)-H鍵插入和形式C(sp3)-O鍵插入反應，以高區域選擇性和高對映選擇性構建系列手性螺環和稠環吡咯化合物。該反應具有以下特點：1）首例基于配體調控實現的不對稱多樣性插入反應；2）首例基于非重氮路徑實現的不對稱1,6-C(sp3)–H插入反應；3）首例基于非重氮路徑實現的卡賓對縮醛的不對稱插入反應；4）反應具有良好的底物普適性，高區域選擇性和高對映選擇性；5）理論計算進一步明析了該類可控不對稱反應機理、化學選擇性和對映選擇性的控制模式。

該研究工作主要由葉龍武教授課題組2022級博士生黎翠婷完成，并得到課題組其他研究生和本科生協助，理論計算部分由浙江大學洪鑫教授課題組完成。特別感謝魏贊斌工程師協助完成單晶測試。研究工作得到國家自然科學基金委（22125108、22121001、22331004）的資助。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59328-7

來源：廈門大學化學化工學院