史壯志 - 教授課題組

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1. 在有機化學領域，手性硫化合物的立體化學研究歷經逾百年，其中S-手性藥效團在生物科學與藥物發現中扮演關鍵角色。具有硫(IV)立體中心的亞磺酰胺兼具穩定性與化學反應性，是手性助劑、金屬催化配體及有機催化劑的重要組分，也是合成多種S-手性藥效團（如亞磺酰亞胺酯、磺酰亞胺鹵化物和磺氧亞胺）的關鍵前體。然而，傳統合成方法依賴多步反應及手性助劑或動力學拆分，亟需更高效的一步合成策略。近期史壯志課題組開發了一種高效且普適的方法，通過亞磺酰胺的選擇性芳基和烯基加成反應，在還原條件下利用手性鎳或鈷配合物催化，無需預制備有機金屬試劑，成功構建了多樣化的S-手性亞磺酰胺。該方法可在硫位點引入多種芳基和烯基鹵化物，兼容豐富的官能團及復雜結構底物，為含硫藥效團的合成提供了靈活平臺。

2. 在合成化學領域，手性烯丙醇作為重要合成砌塊占據關鍵地位，其立體構型顯著影響化合物的物理化學性質與生物活性。因此，實現多取代烯丙醇立體化學的精準調控，始終是該領域的重要研究方向。盡管NHK反應作為經典方法廣泛應用于烯丙醇的合成，但其存在顯著局限性：需使用有毒鉻鹽與大量金屬還原劑、對映選擇性控制不足，且對底物結構適應性較差。

針對上述挑戰，史壯志課題組發展了一種光/鎳協同催化體系，通過2-乙烯基碘苯的1,4-鎳遷移策略活化烯基C-H鍵，并串聯不對稱加成（雜）芳基醛類化合物，高效構建單一異構體的手性烯丙醇。該方法展現出優異的底物普適性與官能團兼容性，成功應用于生物活性分子衍生物及天然產物關鍵中間體的高效合成。結合實驗與理論計算研究，深入闡明了金屬光氧化還原催化過程的反應路徑，揭示了 1,4 - 鎳遷移的熱力學驅動力，以及醛加成步驟中立體選擇性控制的關鍵機制。上述研究為手性烯丙醇的不對稱合成提供了綠色高效的新策略，對復雜分子合成具有重要指導意義。

3. 手性烯丙醇因兼具烯基與羥基反應性，已經成為構建復雜分子的核心中間體，在藥物合成、天然產物全合成及手性轉化中應用廣泛。鑒于此，史壯志課題組開發了一種新穎的金屬光氧化還原催化策略，實現了不對稱NHK反應。該方法巧妙結合手性鎳催化劑與光催化劑，使烯基（擬）鹵化物與醛類發生反應，僅依靠鎳催化劑完成氧化加成和插入過程，徹底摒棄了傳統反應中所需的鉻鹽和金屬還原劑。此策略展現出廣泛的底物適用性，無論是多種取代的芳香醛、雜環醛，還是含不同官能團的烯基（擬）鹵化物，均能高效轉化為目標產物，且對映選擇性優異（最高達95/5 er）。此外，該反應操作簡便、易于放大，還成功應用于復雜藥物分子和天然產物衍生物的后期修飾，凸顯了其良好的實用性。