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导语

手性二芳基甲烷类分子骨架在生物医药领域具有重要的应用价值。尽管研究人员已发展了很多该类化合物的合成策略，但是开发新型高效的合成方法仍极具挑战。中国科学技术大学顾振华教授课题组利用廉价过渡金属铜催化六元环状高碘盐的不对称开环策略，以高产率、高选择性实现了手性二芳基甲烷类分子的合成（J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.8b05743）。

顾振华教授课题组简介

顾振华教授课题组现有研究人员12人，包括博士后2名，博士研究生5名，硕士研究生5名。目前课题组主要研究领域包括过渡金属催化的不对称轴手性及中心手性研究，复杂天然产物的合成。

顾振华教授简介

顾振华，教授，博士生导师。2002年6月毕业于南京大学并获得学士学位，2007年6月毕业于上海有机所并获得博士学位，师从麻生明院士。之后分别在加州大学伯克利分校和加州大学圣塔芭芭拉分校从事博士后研究工作，合作导师是K. Peter C. Vollhardt和Armen Zakarian。2012年入选第二批中组部“青年千人计划”进入中国科学技术大学独立开展研究工作。

前沿科研成果：铜催化六元环状高碘盐不对称开环反应

二芳基高碘盐是一类非常高效的芳基化试剂。然而，在反应过程中会有当量的芳基碘代物不能得到充分利用，这大大降低了反应的原子经济性，也不符合当前的绿色化学理念。环状高碘化合物可以克服原子经济性差的缺点。不久前，顾振华课题组实现了铜催化五元环状高碘盐不对称开环构建轴手性化合物，相关成果发表在综合性期刊Chem上（Chem, 2018, 4, 599–612）。

最近，课题组以六元环状高碘盐为原料，利用过渡金属铜与手性噁唑啉配体催化的不对称开环反应，高对映选择性地合成了二芳基甲烷类化合物，该工作发表在综合性杂志J. Am. Chem. Soc.上（DOI: 10.1021/jacs.8b05743），作者是博士研究生李斌、硕士研究生晁增印以及本科生李春雨。

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有机硫化物广泛存在于天然产物、药物以及生物活性分子中。含硫氮杂环化合物因其独特的分子结构而被不断开发和利用，其合成也吸引了众多化学家的关注。目前，含硫氮杂环化合物的合成方法主要是在酸或者氧化剂的作用下通过Ritter型反应进行分子间乙酰氨基硫化。近日，华中科技大学化学与化工学院钟芳锐教授课题组发展了一种在有氧条件下Lewis酸活化二硫醚引发的选择性硫胺化反应，实现了硫代氮杂环衍生物的高效合成（DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01803）。

钟芳锐教授课题组简介

钟芳锐教授课题组建立于2016年初，课题组主要研究方向为：1）可持续合成方法学研究，主要包括水相有机反应、机械合成化学、绿色氧化反应；2）生物兼容性有机反应的开发，包括人工酶催化、生物大分子修饰方法学研究；3）不对称催化与合成，包括新型手性催化剂、复杂结构的生物活性分子的快速构建等。目前课题组有博士4名，硕士6名，本科生2名。欢迎有志向感兴趣的同学加入。

钟芳锐教授简介

钟芳锐，华中科技大学化学与化工学院教授，博士生导师。2008年本科毕业于浙江大学。2012年于新加坡国立大学获得博士学位，导师是卢一新教授。2013年至2015年在德国慕尼黑工业大学从事洪堡学者博士后研究，导师为Thorsten Bach教授。2015年12月起，任华中科技大学化学与化工学院教授、博士生导师。2016年入选湖北省第七批“百人计划”。迄今为止，已在J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., Org. Lett.等一流国际期刊上发表论文三十余篇，其中影响因子大于5的论文24篇，多篇被SYNFACTS等作亮点评论。论文共被引用1900余次，单篇最高被引用超过250次， H因子为23。

前言科研成果：Lewis酸活化二硫醚引发的选择性硫胺化合成硫代氮杂环

近年来，烯烃的亲电活化用于构建硫化的环状骨架不断被报道，Denmark团队报道了芳基硫代邻苯二甲酰亚胺与烯烃的加成反应，生成的硫鎓离子被侧链氨基亲核进攻后构建了硫代氮杂环产物。另外，李伟教授团队报道了硫代咪唑与烯烃的分子内区域和立体选择性亚磺酰胺化反应，合成了杂环化合物。但是，这些方法需添加额外的氧化剂且底物具有局限性，限制了其进一步应用。

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南通大学姚勇校聘教授课题组一直致力于大环两亲分子的设计合成与性质研究。最近，该课题组通过一种“配位驱动自组装”新方法成功设计和制备出以“卟啉单元”为核心、亲水性乙二醇单元为尾部的二维两亲性有机铂(II)金属环，这类金属环在光动力治疗中具有良好的效果（Chem. Commun., DOI: 10.1039/C8CC04423F）。

姚勇校聘教授及课题组简介

姚勇，南通大学校聘教授。2011年毕业于扬州大学化学化工学院，获理学硕士学位，师从颜朝国教授；2015年毕业于浙江大学化学系，获理学博士学位，师从黄飞鹤教授；2015年至2017年在美国犹他大学化学系从事博士后研究，合作导师Peter. J. Stang教授。2017年底作为“校高层次人才”进入南通大学化学化工学院。研究兴趣包括：（1）新型大环化合物的设计、合成及性质研究；（2）基于两亲性大环化合物的自组装杂化材料的制备。课题组目前有硕士生2名，本科生8名。迄今以第一作者或通讯作者身份在J. Am. Chem. Soc., Chem. Sci., Chem. Comm., Org. Lett.等国际著名期刊发表论文30篇，单篇最高被引用超过300次，H因子23。

前沿科研成果：二维两亲性有机铂(II)金属环的构建、在水中的自组装以及在光动力治疗中的潜在应用

通过“配位驱动自组装”，许多空腔和分子形状各异的配位超分子化合物可被轻易制得。课题组通过选择不同结构和角度的配体以及金属配位点，控制配位的方向可以按需制备二维金属环或者三维金属笼。目前，超分子配位化合物已广泛应用于主客体化学、分子催化、超分子聚合物、细胞成像等领域，但对于其在生物治疗领域的研究相对较少，特别是在光动力治疗方面才刚刚起步。姚勇校聘教授课题组围绕金属配位驱动自组装设计合成了一系列金属大环化合物，例如他们设计合成了一类以“卟啉单元”为核心、亲水性乙二醇单元为尾部的二维两亲性有机铂(II)金属环（图一）。

图一、各种配体的化学结构以及四种金属大环化合物的结构

（来源：Chem. Commun.）

作者通过1H NMR 、31P NMR（图二） 以及ESI-TOF-MS（图三）分析，证实了金属大环的成功制备。四种金属大环I、II、III、IV的31P NMR在1.00和-5.29 ppm（I: 0.71 and -5.20 ppm, 2Jp-p= 21.8 Hz; II: 0.77 and -5.11 ppm, 2Jp-p = 20.6 Hz; III: 1.13 and -6.30 ppm, 2Jp-p = 21.8 Hz; IV: 0.07 and -5.01 ppm, 2Jp-p = 20.6 Hz）处都有两组双峰并且伴随着195Pt 的卫星峰。两个双峰表明多组分的Pt-N或Pt-O异位配位环境使得膦配体的对称性被破坏，导致两个独特的偶合共振。5.20 ppm处的双峰对应于和吡啶配位的磷，而1.00 ppm处的双峰对应于和羧酸根配位的磷。

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江西师范大学化学化工学院万结平教授长期致力于以N,N-双取代烯胺酮类化合物为代表的烯胺类化合物参与的合成研究。近日，万结平教授课题组首次开发了无催化剂条件下热诱导的自由基交叉偶联反应，实现了3-酰氧基色酮和α-酰氧基烯胺酮的高效合成（Organic Letters, DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01536）。

万结平教授简介

万结平，江西师范大学教授，博士生导师。2010年毕业于浙江大学化学系，获得博士学位，师从潘远江教授；同年进入江西师范大学化学化工学院开始独立工作，受国家自然科学基金委中德科学中心资助，于2011年9月-2012年8月在德国亚琛工业大学Dieter Enders教授课题组从事合作研究。2012年晋升副教授，2016年任博士生导师，2017年晋升教授。独立工作以来，已在Org. Lett., Chem. Commun., Green Chem., J. Org. Chem., ChemCatChem等期刊发表论文80余篇，论文被引用超过1700次。曾作为中国博士生代表参加德国林岛诺贝尔奖获得者大会（2010），获得过Thieme Chemistry Journal Award（2014）。主要研究兴趣为高效多功能平台合成子的研发、基于生物质的绿色催化和合成方法以及多样性导向合成等。

前沿科研成果：无催化剂条件下酰氧基色酮和烯胺酮的高效合成

以烯胺酮为代表的烯胺类化合物具有丰富多样的潜在反应活性。因此，对该类化合物作为合成子的有机化学反应进行研究，对于揭示烯胺性质和用途，开发多样性导向的有机合成反应具有重要意义。万结平教授课题组长期致力于探索和发展烯胺酮类化合物特征转化模式及其相关合成反应的研究（综述：Chem. Rec. 2016, 16, 1164-1177; 有机化学 2014, 34, 876-885），并系统地研究了烯胺酮类化合物碳-氮键官能化（J. Org. Chem. 2014, 79, 7232-7238; J. Org. Chem. 2016, 81, 6826-6831; Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 6270-6273），碳-碳双键活化（Chem. Commun.2016, 52， 270-1273; Green Chem. 2016, 18, 402-405; J. Org. Chem. 2014, 79, 9872-9877; ChemCatChem 2015, 7, 1478-1482），基于碳-碳双键砌块的芳环化反应（Chem. Commun. 2018, 54, 7475-7478; Org. Lett. 2016, 18, 6034-6037; J. Org. Chem. 2015, 80, 9028-9033）以及烯基碳-氢键的直接偶联官能化反应（Org. Lett. 2016, 18, 584-587;ChemCatChem 2017, 9, 465-468; Eur. J. Org. Chem. 2017, 4401-4404）。在前期研究基础上，课题组近期首次实现了三级烯胺酮在无催化剂条件下的酰氧化反应，开发了3-酰氧化色酮以及α-酰氧化烯胺酮类化合物的简便合成方法。

首先，作者以过氧化苯甲酰（BPO）为氧偶联试剂，以三级烯胺酮为模型底物对反应条件进行优化。结果显示：在无催化剂、无添加剂和乙醇为溶剂的条件下，反应可以优秀的产率得到目标产物（表1）。点击原文链接https://www.chembeango.com/zixun/24606看完整内容，了解更多新鲜资讯，搜ChemBeanGo！

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近日，香港科技大学唐本忠院士科研团队在前期工作基础上（Adv. Funct. Mater., 2014, 24, 635.; J. Mater. Chem. B, 2017, 5, 1650），成功发展出一类具有更小的共轭体系但吸收和发射波长更长的深红/近红外发光分子。该类分子结构简单，合成简便，采用的单体是商业化的4,7-二溴苯并[c]-1,2,5-噻二唑（BT-2Br）和易得的二芳基胺衍生物。其合成策略通过Buchwald-Hartwig偶联反应直接把芳香类仲胺和BT-2Br偶联，得到结构精简的对称分子BT-2ATPE和BT-2NATPE。该工作采取了由Pd2(dba)3和RuPhos组成的催化体系，克服了仲胺位阻大反应不良的问题，反应产率高达79%。该策略同时能通过改变反应物的比例得到可供修饰的不对称结构，有助于针对不同应用情况的需求来修饰分子（图一）。

图二. 目标化合物BT-2ATPE和BT-2NATPE的光物理性质

（来源：Chem. Sci.）

在完成目标化合物的合成之后，作者首先对目标化合物的光物理性质进行了研究（图二），该类分子表现出扭曲的分子内电荷转移（TICT）以及聚集诱导荧光增强（AEE）现象，其发射波长落在670-680 nm的深红/近红外波段之内，固体下的荧光量子效率高达30%~40%。有意思的是同课题组之前发展的分子（TTB）相比该类分子虽然分子结构和共轭程度变小，但其吸收和发射波长却明显红移。以BT-2ATPE分子为例，其最大吸收波长位于522 nm，分子最大发射波长达到674 nm，明显长于TTB分子（最大吸收波长：471 nm，最大发射波长：616 nm）。

通过一系列分析，作者将该现象归因于分子中的电子给体和受体距离缩短而导致的分子内电荷转移（ICT）增强。该类分子内的ICT主要来源于给体氮原子上的孤对电子向受体单元BT的转移。对比化合物TTB中氮原子上的孤对电子被较多的苯环离域，其给电子能力被削弱。而目标分子BT-2ATPE直接将仲胺的氮原子和BT单元的桥联，相对于TTB不但可以增强ICT作用，直接桥联导致氮原子上其它苯环与BT单元位阻增大，也限制了分子内转动而削弱了TICT效应，巧妙地避免了对荧光的猝灭。该假说通过Lippert–Mataga方程、ET(30)方程以及激发态偶极矩计算等手段得到进一步验证。

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前沿科研成果

（一）自中国狗牙花中分离得到具有潜在抗菌活性的似猪笼草状吲哚生物碱

抗生素的滥用所致的多重耐药及副作用严重威胁着人类健康，而源于植物的抗菌、抗真菌天然小分子一直备受科学家关注。罗晓东研究团队结合原有研究背景并围绕当前研究热点，选择富含单萜吲哚生物碱的传统药材开展了相关研究，并取得了一些研究进展。

中国狗牙花（Ervatamia chinensis）在民间主要用于治疗咽喉肿痛及疖肿等疾病，罗晓东研究团队从该药材中发现似猪笼草状吲哚生物碱Erchinines A和B，其独特的结构中具有二氮卓并噁唑烷及3个半缩醛胺的复杂单元片段。Erchinines A和B对枯草杆菌表现出潜在的抑制活性（MIC为0.78 µg/mL）,同时Erchinine B对红色毛癣菌表现出潜在的抑制活性（MIC为6.25 µg/mL），与抗癣菌药灰黄霉素相当。

Erchinines A和B对枯草杆菌的潜在抑制

（来源：Org. Lett. 2018, 20, 4116-4120）

该研究成果以“Nepenthes Like Indole Alkaloids with Antimicrobial Activity from Ervatamia chinensis ”为题在线发表在Org. Lett.（Org. Lett. 2018, 20, 4116-4120）上。

非洲马铃果（Voacanga africana）在民间主要用于治疗疟疾、痢疾和溃疡等疾病，罗晓东研究团队从该种植物中分离获得吲哚生物碱Voacafricines A和B，其结构单元含吡咯/吡啶/吡咯/哌啶/呋喃稠合的多重杂环体系。抗菌活性研究结果显示Voacafricines A和B对金黄色葡萄球菌和伤寒沙门氏杆菌表现出潜在的抑制活性，研究结果优于植物抗菌药黄连素和黄藤素。

Voacafricines A和B对金黄色葡萄球菌和伤寒沙门氏杆菌的潜在抑制

（来源：Org. Lett. 2018, 20, 2702-2706）

该研究成果以“Antibacterial Indole Alkaloids with Complex Heterocycles from Voacanga africana”为题发表于Org. Lett.（Org. Lett. 2018, 20, 2702-2706）。

紫金龙（Dactylicapnos scandens）作为富含异喹啉生物碱的云南省著名习用药材，广泛用于抗炎、镇痛。前期，研究者从紫金龙中开发了抗肾上腺素能及镇痛的上市药物盐酸异可立定片和近视乐眼药水。最近，研究组王蓓博士与合作伙伴从紫金龙药材中发现一个新型阿朴啡生物碱Dactyllactone A，该化合物拥有独特的偕二甲酯基取代的苯并呋喃内酯骨架，为双重断裂重组的阿朴啡型结构。初步药理研究表明：与对照组地塞米松（20.0 μM）比较，Dactyllactone A 在2.4-12 μM的浓度下对LPS 刺激RAW264.7细胞释放的炎症因子IL-1β和PGE2具有更好的抑制作用，且呈现量效依赖关系。研究结果丰富了阿朴啡型异喹啉生物碱的多样性，并为天然非甾体抗炎先导化合物的发现提供了可能。

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近年来，复旦大学吴劼教授课题组发现碳自由基和DABCO•(SO2)2或亚硫酸盐作用能有效地产生磺酰基自由基，进而用于合成各种磺酰类化合物。基于以上研究背景，作者从简单苯胺出发，在非金属条件下对苯胺C-H键官能化，高效构建了2-磺酰苯胺类化合物。

该课题组设计了苯胺类底物与芳基重氮盐、DABCO•(SO2)2的三组分反应。该反应无需添加金属催化剂与其他添加剂，反应条件温和，底物普适性好，卤素、酯基和硝基都能很好地兼容。除了N,N-二取代苯胺外，N-单取代苯胺也能以中等的收率得到目标产物。对于对位无取代的苯胺，也能够得到对位磺酰化的产物。

图1. 底物范围的考察

（来源：Chemical Communications）

图2. 底物范围进一步扩大至1b和1c

基于该课题组以往的研究和相应的机理验证实验，作者提出了两种可能的反应机理：芳基重氮盐和DABCO•(SO2)2作用，原位产生芳基磺酰基自由基和叔胺基自由基阳离子，该叔胺自由基阳离子与苯胺发生单电子转移（SET）产生自由基阳离子B，同时释放DABCO（路径a）。自由基阳离子B进行互变异构得到自由基阳离子C，后者与芳基磺酰基A偶联生成中间体D。随后经脱质子和芳构化得到2-磺酰苯胺3。或者，芳基磺酰基自由基A进攻苯胺产生自由基E（路径b）。接着，叔胺自由基阳离子将参与单电子转移促使阳离子中间体F的生成，最后发生去质子化得到最终产物3。

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有机半导体（Organic semiconductor）是具有半导体性质的有机材料。香港中文大学化学系缪谦教授研究团队发明了具有独特自组装结构的有机半导体材料，并在此基础上结合有机薄膜晶体管与微流管道成功制备了高选择性、高灵敏度的化学和生物传感器。这项成果近期在顶级化学期刊Chem上发表 （“Functionalized π-Stacks of Hexabenzoperylenes as a New Platform. for Chemical and Biological Sensing ", Li. C.; Wu, H.; Zhang, T.; Liang, Y.; Zheng, B.; Xia, J.; Xu, J.; Miao, Q.* Chem, 2018, 4, 1416–1426）。该论文的第一作者是博士研究生李长青。

缪谦教授简介

缪谦教授2000年于中国科技大学获得学士学位, 同年赴美国留学。在哥伦比亚大学化学系师从Colin Nuckolls教授，2005年获博士学位。在加利福尼亚大学洛杉矶分校Fred Wudl教授指导下进行一年博士后训练之后，于2006年加入香港中文大学化学系任助理教授，后于2012年晋升副教授，2016年晋升教授，2015年起任化学系副主任。研究领域涉及有机化学、有机电子学、超分子化学及表面化学，致力于设计、合成有趣有用的稠环芳香分子，开发高性能有机半导体材料及器件。  

前沿科研成果：发明具有独特自组装结构的有机半导体材料，实现高选择性、高灵敏度的化学和生物检测

有机薄膜晶体管是组成柔软、廉价、可穿戴的有机电子器件的基本元件，其最具潜力的应用之一是化学和生物传感器。基于有机薄膜晶体管的传感器把化学反应或生物相互作用转换为电信号输出，不仅可以避免使用昂贵的大型仪器，而且可以集成到生物相容和可穿戴的电子设备中。与传统的无机半导体材料相比，有机半导体材料的一个独特优势是可以通过有机合成把各种功能基团直接与有机半导体分子连接起来。这些基团可以与特定的待测物质发生专一的化学反应或相互作用，从而实现高选择性、高灵敏度的化学和生物检测。然而引入这些功能基团会带来额外的分子间相互作用。它们通常会破坏有机半导体分子之间的π-π堆积，从而大大降低甚至完全破坏有机半导体材料的导电能力。因此，如何引入功能基团而又不破坏有机半导体分子之间的π-π堆积是一个具有挑战性的问题。

为应对这一挑战，香港中文大学化学系缪谦研究团队设计合成了带有不同功能基团的六苯并苝衍生物，并在其晶体结构中发现了一种罕见的分子堆积方式。这些六苯并苝衍生物具有扭曲的共轭骨架，在晶体中形成独特的砖砌结构，保持基本相同的二维π-π堆积模式而不受各种功能基团的影响。

图1. 六苯并苝衍生物的堆积模式

（来源：Chem）

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最近，南开大学周其林、朱守非团队发展了手性螺环单磷配体和镍的络合物催化剂，首次实现了氮原子和氧原子连接的1,6-二烯的高对映选择性分子内氢烯基化反应，高效构筑了六元含氮杂环和含氧杂环化合物。该反应的产物是许多手性药物和天然产物的核心结构。

首先，作者以氮原子连接的1,6-二烯1a作为模板底物对反应条件进行优化（表 1），发现当以10 mol %的6,6’-双芳基取代的螺环单齿亚磷酰胺L6c作为配体，5 mol %的[Ni(methallyl)Cl]2作为催化剂前体，NaBArF作为添加剂时，反应在CH2Cl2中30 ℃的条件下经16 h完成，以69%的收率和99%的ee值得到目标产物2a。

a 反应条件: [Ni(methallyl)Cl]2 (0.0050 mmol), L* (0.010 mmol), NaBArF (0.012 mmol), 1a (0.10 mmol), 1.5 mL CH2Cl2, 30 °C, 16 h。b 分离收率。c 反应的ee值使用HPLC测定（IC-3手性柱）。d 未测定。e 使用[Ni(allyl)Br]2代替[Ni(methallyl)Cl]2。f 2 mol %催化剂, 30 °C, 48 h。g 克级规模实验：[Ni(methallyl)Cl]2 (0.24 mmol), (Sa)-L6c (0.49 mmol), NaBArF (0.58 mmol), 1a (4.9 mmol), 20 mL CH2Cl2, 30 °C, 48 h。

表1. 反应条件优化

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

在最佳反应条件下，作者对底物适用范围进行了考察（图1）。当R2=H时，R1是对位/间位取代的芳基（1a-1j）、萘基（1k）、噻吩基（1o）时，反应均能以较高的分离收率（50–98%）和优异的对映选择性（90–99% ee）得到六元氮杂环产物。值得一提的是，该反应具有较好的官能团兼容性，底物中含有卤素、硝基、酯基和羟基等官能团时，均能得到令人满意的结果。对于含三取代烯烃的底物（1l–n, R1=Ph, R2=Me, n-hexyl, Ph），反应同样能够顺利进行，并以高选择性得到相连的两手性中心处于反式构型的六元环产物2l–n。该反应还可以放大至克级规模，其收率和对映选择性都保持得较好（2b）。环化产物2a的结构和绝对构型可通过单晶X射线衍射分析确认。

a 反应条件: [Ni(methallyl)Cl]2 (0.013 mmol), (Sa)-L6c (0.026 mmol), NaBArF (0.030 mmol), 1(0.25 mmol), 1.5 mL CH2Cl2, 30 °C, 16 h。b 使用 10 mol % 催化剂, 45 °C, 24 h。c 使用 10 mol % 催化剂（以L4b为手性配体）, 30 °C, 24 h。d 使用 5 mol % 催化剂, 10 °C, 28 h。e 使用 5 mol %催化剂, −10 °C, 48 h。

图1. 底物适用范围考察

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

该催化体系对氧原子连接的1,6-二烯也表现出很好的活性，仅需2 mol %的[Ni(methallyl)Cl]2和4 mol% (Sa)-L6c组成的催化剂，即可高对映选择性（80–99%）地实现相应的环化反应（图2）。R取代基既可以是苯基（4a）、取代苯基（4b-4d）、萘基（4e和4g）、胡椒基（4f）、噻吩基（4h），又可以是二茂铁基（4i）甚至是苯乙烯基（4j）。产物4f的结构和绝对构型也可通过单晶X射线衍射分析确认。

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α-取代手性胺类化合物广泛存在于天然产物和药物分子中。其中过渡金属催化的有机硼试剂对亚胺的不对称加成反应是构筑α-手性胺的一种有效方法，这一类有机金属反应已经被广泛研究。上海交通大学张万斌教授课题组在该领域开展了一系列开创性的工作。

2013年，该课题组的博士生杨国强首次利用吡啶-噁唑啉配体实现了钯催化的芳基硼酸对酮亚胺的不对称加成反应，获得高达99%的产率和96%的ee值（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7540）。随后在该研究工作的基础上，该课题组又利用该方法学实现了非天然氨基酸以及吲哚酮衍生物的合成（Org. Chem. Front. 2015, 2, 398; Org. Lett. 2016, 18, 288）。2017年，该课题组的博士生权茂首次实现了廉价金属镍催化的芳基硼酸对亚胺的不对称加成反应（Chem. Commun. 2017, 53, 609）。需要指出的是，该课题组自主开发的轴不安定（Tropos） 联苯膦-噁唑啉手性配体对于该反应的成功起着至关重要的作用（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2203; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 54, 1901）。2018年，该课题组博士生吴良实现了钴催化的烯丙基三氟硼酸钾对酮亚胺的不对称加成反应（Chem. Eur. J. 2018, 24, 1241）。最近，该课题组在廉价金属催化有机硼试剂对酮亚胺的不对称加成反应研究中又取得重要进展：成功开发了一例利用Ni(OTf)2/DiPh-BOX/TFE体系催化烯基硼酸对环状酮亚胺的不对称加成以及扩环反应，合成了一系列α-四取代手性烯丙基胺以及七元环α-手性磺酰胺类化合物（Nat. Commun. 2018, 9, 2258）。需要指出的是，铑催化该类反应的报道很少，而钯催化则完全没有报道，作者着眼于该反应的原因便是寻找镍催化体系的独特性质。

通过对镍盐、配体、溶剂、温度等实验条件进行优化，作者发现Ni(OTf)2/DiPh-BOX/TFE催化体系可以高对映选择性地得到α-四取代手性烯丙基胺。随后的底物适用性研究结果表明，酯基取代的六元环亚胺以及烷基取代的五元环亚胺类底物都能得到很好的效果。值得注意的是，非苯并亚胺底物也能得到中等的产率和不错的对映选择性（图1）。

图1. 烯基硼酸对亚胺不对称加成反应中底物的适用范围探究

随后的烯基硼酸适用范围探究结果表明，苯乙烯型的硼酸、烷基取代的烯基硼酸以及环状烯基硼酸都能得到很好的结果。同时烯基硼酸取代基的电性对反应结果几乎没有影响（图2）。

图2. 烯基硼酸对亚胺不对称加成反应中烯基硼酸的适用范围探究

作者对该催化体系的区域选择性也很感兴趣，于是采用烯基取代的五元环亚胺为底物进行了研究，结果发现了非常有意思的现象：反应没有得到上述的烯基硼酸加成产物，而是得到了全新的苯并七元环手性磺酰胺类产物（图3）。在确定最优条件后，作者对烯基硼酸以及底物范围进行了探究。有趣的是，当底物为烷基-烯基取代的酮亚胺并且亲核试剂为苯乙烯型的硼酸；或者底物为苯乙烯型的酮亚胺并且亲核试剂为烷基-烯基型的硼酸时，该反应均得到氮原子迁移至烷基取代基α-位的扩环产物（type A 类型的产物），并且这两种情况得到的产物手性是相反的（Part i~iii vs Part iv）。这是由于A类型的产物具有更大的共轭体系，具有更高的热力学稳定性。当底物和烯基硼酸的取代基均为烷基-烯基型取代基时，该反应得到的是氮原子迁移至位阻较小的取代基α-位的扩环产物（图4）。这种情况是位阻控制的不对称加成/扩环反应。当底物和烯基硼酸的取代基均为苯乙烯型取代基时，该反应只能得到非常混乱的混合物。

图3. 大共轭控制的不对称加成/扩环反应

图4. 位阻控制的不对称加成/扩环反应

为了探究反应机理，作者进行了一系列控制实验（图5）。结果表明该反应经历了先加成再扩环的步骤。并且扩环步骤是一个酸催化的过程，镍催化剂、烯基硼酸或者磷酸均可以催化扩环反应的发生。此外在扩环过程中不存在中间体和催化剂构型是否匹配的问题。当采用铑催化剂催化加成/扩环反应时，反应只能得到共轭加成的产物。最后，当不添加镍催化剂时，该加成/扩环反应不能发生。

图5. 控制实验

在上述控制实验的基础上，作者提出了一个可能的反应机理（图6）。不对称加成反应得到的中间体在酸的作用下进行扩环反应。当R1和R2取代基其中一个为烷基另一个为芳基时得到的是氮原子迁移至烷基α-位的产物，并且手性相反。当R1和R2均为烷基取代基时得到的是氮原子迁移至位阻较小的烷基α-位的产物。手性由加成得到化合物7的第一步反应控制，第二步扩环则是一个立体专一性的过程。

图6. 可能的反应机理

最后作者对催化产物进行了一系列转化（图7）。结果表明，无论是克级反应，还是溴胺化反应、烯烃复分解反应、氢化反应以及Diels-Alder反应都能得到很好的效果以及非常有用、新颖的化合物骨架。

图7. 产物的进一步转化

该研究成果近期发表在Nature Communications（10.1038/s41467-018-04645-3）上，文章的第一作者是上海交通大学的博士权茂，通讯作者为杨国强老师及张万斌教授。该工作得到国家自然科学基金委、上海市科委及上海市教委在科研经费上的大力支持。

论文信息：Mao Quan, Xiaoxiao Wang, Liang Wu, Ilya D. Gridnev, Guoqiang Yang* and Wanbin Zhang* Ni(II)-Catalyzed Asymmetric Alkenylations of Ketimines, Nat. Commun. 2018, 9, 2258.

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23540

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导语

含氟有机分子在有药物，有机化学，材料中一直备受人们的关注和重视，所以利用有效地方法去合成含氟化合物是一类前途十分光明的工作。溴二氟乙酸乙酯（BrCF2COOEt）通常被视为二氟烷基试剂，但是溴二氟乙酸乙酯在一个反应体系中通过C-Br，两个C-F以及C-COOEt四键断裂作为C1来源并且又作为二氟烷基试剂形成有用的含氟化合物，这是无人报道。

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近日，华侨大学新一代物质转化研究所的宋秋玲教授课题组报道了溴二氟乙酸乙酯的新作用并取得了研究成果。通过机理研究和DFT计算可知，以及对反应中活泼中间体异氰的深刻探究，总结出这是一类具有很大潜质的基础反应，推动着和丰富着异氰化学和氟化学的研究（DOI: 10.1039/C8CC04298E）。

宋秋玲教授

前研科研成果：溴二氟乙酸乙酯在含氟化合物的合成中扮演“双重角色”

最近，华侨大学新一代物质转化研究所的宋秋玲课题组利用廉价易得的一级胺和溴二氟乙酸乙酯生成活泼中间体，继而转化有用的6-二氟乙酸乙酯啡啶类化合物和2-二氟乙酸乙酯苯并噻唑类化合物，此反应具有条件温和、操作简便、官能团容忍性强等特点。

图1：溴二氟乙酸乙酯的各种角色

（来源：Chem. Commun.）

作者通过条件筛选确定，在Cu(OTf)2/1,10-phen和Na2CO3作用下，2-氨基联苯和溴二氟乙酸乙酯发生串联反应能得到最佳收率。然后作者在此最优条件下对反应底物进行了拓展。如图2所示，各种取代基不同的2-氨基联苯与溴二氟乙酸乙酯反应，都能以比较好的的收率得到目标化合物。底物适应性研究表明，该转化具有很好的官能团容忍性，卤原子、酯基、羰基等基团都能兼容。从底物1q-1t的实验结果来看，此反应还有很好的位置选择性。图3给出了2-(甲硫基)苯胺的拓展结果，其与溴二氟乙酸乙酯作用也能得到很好的收率。该类反应中需要添加催化量的B2pin2，目的是促进二氟乙酸乙酯自由基的生成，这与宋秋玲教授课题组之前工作中Cu/B2pin2体系的作用相同。值得注意的是，此前该课题组在苯胺类化合物与溴二氟乙酸乙酯的反应中利用NaOAc作为碱，得到的是3,3-二氟-2-羰基吲哚衍生物。两种反应结果的差异凸显出碱在该类反应中的巨大影响。

图2：2-氨基联苯衍生物的底物扩展

（来源：Chem. Commun.）

图3：2-(甲硫基)苯胺衍生物的底物扩展

（来源：Chem. Commun.）

通过机理研究和DFT计算表明，2-氨基联苯和溴二氟乙酸乙酯在碱的作用下首先生成活泼的中间体异氰，随后与二氟乙酸乙酯自由基发生串联反应生成预期产物（图4所示）。

图4：机理探究

（来源：Chem. Commun.）

相关工作最近发表在期刊Chemical Communications上（DOI: 10.1039/C8CC04298E）。上述研究工作得到了国家自然科学基金委、中组部青年千人计划、福建省自然科学基金等的大力支持。以上工作的主要完成人为新一代物质转化研究所的硕士研究生马星星。

宋秋玲教授课题组往期报道回顾：

华侨大学宋秋玲教授课题组：可见光诱导烯烃类化合物官能团化反应新进展

 原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23451

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导语

非对称烷基硫醚结构大量存在于天然产物和药理活性化合物中，因此是药物、天然产物以及农药合成中重要的结构单元，硫醚结构还可以进一步转化为亚砜或砜进而作为重要的合成原料。因此，烷基-芳基硫醚化合物的合成引起了越来越多有机化学家们的重视。近日，苏州大学材料与化学化工学部汪顺义教授、纪顺俊教授研究团队在高效构建非对称烷基硫醚化合物领域又取得了突破性进展（Nature Communications 2018, 9, 2240）。

汪顺义教授简介

汪顺义，教授，有机化学专业博士生导师。2002年本科毕业于苏州大学，2002-2007年于苏州大学获得博士学位，师从纪顺俊教授；2007年8月-2011年2月，在新加坡南洋理工大学从事博士后研究（Research Fellow），师从新加坡科学院院士、马来西亚科学院院士Teck-Peng Loh（罗德平）教授；2011年2月-2011年12月，在德国慕尼黑大学从事博士后研究（Research Fellow），师从德国、法国、巴伐利亚科学院院士Paul Knochel教授。2012年1月回国加入纪顺俊教授课题组并担任副教授，2015年晋升为教授，2018年任博士生导师。2012年以来，在Chem. Rev., Nature Commun., ACS Catal., Green Chem., Org. Lett., Chem. Commun.等期刊发表论文60余篇。主要开展基于C-S/C-Se键构建新反应、异腈化学、自由基反应等方面的研究工作。

纪顺俊教授简介

纪顺俊教授，有机化学专业博士生导师。2000年获得日本立教大学大学院理学博士学位，同年10月回苏州大学工作。2001-2007年曾任苏大化学化工学院院长、江苏省有机合成重点实验室主任、江苏省有机化学国家重点学科培育点负责人、国家自然科学基金委员会项目通讯评审专家、江苏省化学化工学会理事、有机化学专业委员会副主任，2007年11月至2016年曾任苏州市人事局长、党组书记、市编制委员会办公室主任，苏州市科学技术协会主席、党组书记。2001年以来在J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed., Nature Commun., ACS Catal., Green Chem., Org. Lett., Chem. Commun.等期刊发表论文280余篇。曾获教育部科学技术进步二等奖（排名1）。主要开展应用有机合成反应和有机合成方法学（包括异腈、硫/硒、吲哚等多组分反应和有机杂环化合物的高效构筑、有机光电材料的合成及基础应用）等方面的研究工作。

前沿科研成果：镍催化下非对称烷基硫醚/硒醚化合物的构建研究

硫醚是一类非常重要的有机化合物，化学家们对硫醚类化合物的合成及应用的研究从未间断。随着硫化学的发展，过渡金属催化的偶联反应已经成为构建C-S键的重要方法。在传统的合成方法中，研究人员通常选用具有较高反应活性的芳基或烯基卤代物（Csp2-X）与烷基硫源进行偶联来构建烷基硫醚化合物，但是该类方法通常需采用较为苛刻的反应条件，且底物普适性较差（图1a）。亲电性的硫代苯磺酸酯类化合物用于C-S键的构建也见诸报道，然而，传统的合成方法需要使用对氧气和水汽敏感的有机金属试剂作为亲核试剂（图1b）。因此，发展一种简便温和的方法来构建非对称烷基硫醚化合物具有重要的意义。苏州大学材料与化学化工学部汪顺义教授、纪顺俊教授研究团队在Nature Communications上发表了题为“Nickel-catalyzed reductive thiolation and selenylation of unactivated alkyl bromides”的论文（Nature Communications 2018, 9, 2240），研究团队以廉价镍盐为催化剂，在温和条件下实现了烷基溴代物与硫代苯磺酸酯的还原偶联反应，为高效构建非对称烷基硫醚化合物提供了一种新的简便方法。此外，该合成方法还成功用于合成非对称的烷基硒醚化合物（图1c）。

图1. 不对称烷基硫醇化

（来源：Nature Communications）

首先，作者对反应条件进行了优化（Table 1）。作者发现以廉价的Ni(PPh3)2Cl2为催化剂，L2为配体，DMF为溶剂时，反应能以几乎定量的收率获得目标产物。

表1. 反应条件的优化

（来源：Nature Communications）

随后，作者对非对称烷基-芳基硫醚/硒醚化合物的构建进行底物适用性考察（Table 2）。氰基、烯基、硼酸酯、硅醚、羟基等官能团取代的底物均耐受性优秀。杂环类底物也能顺利参与反应。此外，在最优反应条件下，（硒代）半胱氨酸衍生物也能被成功合成。

表2. 构建烷基-芳基硫醚/硒醚化合物的底物适用性考察

紧接着，作者对非对称烷基-烷基硫醚/硒醚化合物的构建进行了底物适用性考察（Table 3）。类似地，反应拓展也表现出优秀的官能团兼容性。

表3. 构建烷基-烷基硫醚/硒醚化合物的底物适用性考察

（来源：Nature Communications）

为了研究该偶联反应的机理，作者进行了一系列控制实验。首先，作者发现加入自由基抑制剂TEMPO能显著抑制反应，因此反应可能涉及自由基历程（图2a）。随后，在反应条件下，硫代苯磺酸酯能反应生成二硫醚化合物，作者认为反应中原位生成的零价镍中间体能与硫代苯磺酸酯发生氧化加成反应（图2b）。随后，作者发现在没有镍催化剂的情况下反应不能进行，表明反应中并不涉及烷基锰中间体，且硫代苯磺酸酯不能被锰粉还原（图2c）。最后，作者发现，使用当量的Ni(cod)2来参与反应，在没有锰粉的情况下，也能得到目标产物，当加入额外的锰粉时，能提高反应的收率（图2d）。

图2. 反应机理研究实验

（来源：Nature Communications）

作者通过在线红外对反应进行了 查看(323) 评论(0) 收藏 分享 圈子 管理