我院霍浩华教授课题组不对称过渡金属光催化研究方向取得重要进展，相关研究成果近日以“Metallaphotoredox-Catalyzed Enantioselective Cross-Electrophile Coupling Using Alcohols as Reducing Agents”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed. (Doi: 10.1002/anie.202305889).
镍催化的交叉亲电偶联 （cross-electrophile couplings, XEC） 已发展成为直接构建 C-C 键的强大平台。然而，由于需要精准调节镍催化剂的性质以实现两个亲电试剂的连续活化而不影响交叉偶联反应的不对称诱导，发展高效的不对称XEC反应极具挑战性。尽管最近的研究表明，金属还原剂（Zn和Mn）、烷基胺和汉斯酯（HEH）等可以作为还原试剂应用于XEC反应并实现有效的不对称诱导，但这些还原剂难以通过结构的修饰实现还原能力的灵活调控，制约了XEC，特别是不对称XEC的广泛应用。因此，发展稳定、廉价易得和便于调控的替代还原试剂对探索新的 XEC 化学空间非常重要。
针对这一难题，霍浩华教授课题组运用他们建立的卤素自由基介导的氢原子转移（HAT）策略（JACS, 2020, 142, 19058; JACS, 2022, 144, 8797; Nat. Commun. 2021, 12, 3536; Nat. Commun. 2023, 14, 125; ACS Catal. 2021, 11, 13567.），成功驱动廉价易得的苯乙醇作为还原试剂，首次实现了a-氨基酸衍生物与（杂）芳基溴代物的高效对映选择性不对称还原偶联。该方法兼容具有挑战性（难以氧化加成）的电中性和富电子的芳基溴化物以及杂芳基溴化物，适用于大量复杂生命活性分子的后期修饰，具有出色的官能团兼容性，为手性苄胺的高效不对称合成提供了一种新的策略。系统的机理研究表明烷基自由基的可控催化形成，依赖于溴自由基介导的HAT对醇的活化，生成的羟基自由基可以在碱性条件下单电子还原a-氨基酸衍生物产生相应的烷基自由基，最终与氧化加成活化的芳基卤代物发生不对称交叉偶联。此方法中，光催化产生的羟基自由基控制烷基自由基的产生，镍催化剂活化芳基溴化物，实现了两个亲电试剂的独立调控，是实现高效不对称诱导和成功拓宽XEC芳基亲电试剂底物普适性的关键。
该研究工作在霍浩华教授指导下完成，博士后李志龙为论文的第一作者，博士后环磊桃、李鉴，博士生束晓敏、钟德，本科生张文晶参与了部分研究工作。研究工作得到了“催化科学”国家重点研发项目（2021YFA1502500）、国家自然科学基金委面上项目（22071203）和beat365官方网站校长基金（20720210014）的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305889
