劉強 - 副教授課題組

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1. 盡管傳統方法中手性催化劑主要利用催化劑和底物之間的空間相互作用來控制立體選擇性，但是自然界中的酶則是利用有限的活性位點對有機轉化進行精確控制。受此啟發，清華大學的劉強教授課題組設計并構建了一類具有精細可調限域結構的陰離子型錳氫中間體（圖1c），能夠在二烷基酮亞胺的不對稱氫化反應中精準識別微小差異的烷基取代基（如：甲基和乙基、乙基和正丙基），從而以優異的對映選擇性獲得一系列手性胺產物，催化劑周轉數（TON）高達107800。此外，機理研究表明優異的立體選擇性源于受限手性催化劑的模塊化組裝以及催化劑和底物之間的協同非共價鍵相互作用。

2. 清華大學劉強課題組致力于豐產金屬催化不對稱氫化反應的研究，通過發展新型催化體系實現了多類手性含氮雜環化合物的高效不對稱合成。在前期工作中，基于雙金屬協同活化負氫轉移的新機制，他們開發了一類結構明確的胺基陰離子雙金屬氫配合物催化劑，高效實現了惰性底物N-烷基亞胺類化合物的氫化反應。在此基礎上，本研究工作發展了具有高反應活性和強立體選擇性誘導能力的手性雙金屬氫催化體系，首次實現了二取代喹喔啉類化合物的立體發散式不對稱氫化反應，從單一底物出發以良好的立體選擇性分別構建了具有連續手性中心四氫喹喔啉類化合物的全部四種立體異構體。

3. 清華大學化學系劉強副教授團隊和鄭州大學藍宇教授團隊合作，首次分離獲得了催化氫化反應中的氨基陰離子金屬氫活性中間體，并對其反應性質和催化性能進行了深入研究。他們成功分離獲得了基于鉗形配體骨架的氨基陰離子錳氫中間體（“LiN-MnH”），并對其進行了全面的結構表征。動力學研究表明，在當量反應中“LiN-MnH”中間體與二芳基酮的負氫轉移速率是相應“HN-MnH”配合物的24倍。此外，使用“LiN-MnH”配合物作為催化劑在各類N-烷基亞胺的氫化反應中均展現出顯著優于“HN-MnH”配合物的催化活性。