强强联手!他,耶鲁博士,陕师大「国家杰青」,联合天大教授,新发Angew!

虽然在卡宾对映选择性插入到杂原子-氢键方面取得了重大进展,但这种化学反应主要局限于C-手性的构建,而将卡宾不对称插入P-H键以生成P-手性产物的研究仍未被涉及。

2025年3月6日,陕西师范大学李兴伟天津大学黄跟平在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为《Rhodium-Catalyzed Asymmetric Access to P-Chiral Triarylphosphine Oxides via Insertion of P-H Bonds into Diazonaphthoquinones》的研究论文,Yulong Kang为论文第一作者,李兴伟黄跟平为论文共同通讯作者。

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李兴伟陕西师范大学教授,博士生导师。国家杰青、英国皇家化学会会士中青年科技创新领军人才国家“高层次人才”领军人才。于1996年获复旦大学学士学位,2005年获美国耶鲁大学化学系博士学位,师从著名金属有机化学家Robert H. Crabtree教授。2005-2006年在加州理工学院从事博士后研究。之后于新加坡南洋理工大学、美国Scripps研究所等研究机构从事科学研究工作。2010年3月入选中科院人才计划被引进至中国科学院大连化学物理研究所从事科研工作,2018年5月至今在陕西师范大学任职。

李兴伟教授的研究方向为有机合成方法学、碳氢键活化、不对称催化。领导的研究团队在国内最早开展了高价态铑催化碳氢活化研究,发展了底物活化新策略,突破了原有碳氢键活化中金属-碳键活性低的局限性,首次实现了经碳氢活化机制进行的芳烃高价碘化、炔基化、氧原子转移、氢原子转移、环加成等反应。近期在对映选择性碳氢键官能化领域也取得了系列进展。在Chem. Soc. Rev.,Acc. Chem. Res.,J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,ACS Catal.等国际期刊上发表SCI论文220余篇(IF>10 有50篇),所有论文总引用 14000 余次。

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黄跟平天津大学教授,博士生导师。2006年本科毕业于合肥工业大学,2011年博士毕业于中国科学院青海盐湖研究所(导师:李亚红教授),2011年至2014年在瑞典斯德哥尔摩大学从事博士后研究(合作导师:Fahmi Himo教授)。2014年年底回国并入职天津大学,2020年升任教授。

黄跟平教授的研究方向主要是使用商用量化软件对有机化学和金属有机化学反应进行理论计算研究,通过对实验中难以观察到的中间体和过渡态的结构优化和能量计算,在分子水平层面上理解化学反应,在确定反应机理的基础之上探讨调控反应活性和选择性的规律,并结合人工智能和大数据预测设计新的反应体系以及使用实验手段加以验证。以第一作者或通讯作者在J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,ACS Catal.,Nat. Commun.,Chem. Sci.等国际知名期刊共发表论文70余篇。

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在本文中,作者报道了一种由铑(I)(Rh)催化的手性合成方法。通过不对称C-P偶联合成了P-手性三芳基氧膦,反应底物为二级膦氧化物(SPO)和重氮萘醌。

在芳构化驱动下,该方案通过遵循动力学拆分反应模式以优异的对映选择性生成了多种与2-萘酚官能团连接的P-手性三芳基

尽管衍生的三价手性膦的外消旋化能垒相对较低,但P-手性产物在多种合成和催化应用中的表现突显了该方法的价值

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图1:卡宾不对称插入P-H键得到P-手性产物流程

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图2:P-手性产物合成转化流程

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图3:P-手性产物的催化应用

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图4:P-手性产物合成机理研究

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图5:理论计算与优化反应机理

综上,该研究首次实现了P-H键插入卡宾的不对称反应,用于直接构建P-手性三芳基氧膦。通过优化反应条件,实现了高效、高选择性的手性识别,产物的对映体过量(ee)值高达91%。作者还探讨了反应机理,并展示了产物在多种合成和催化应用中的价值。

本研究成功开发了一种新的不对称合成方法,用于直接构建P-手性化合物。这一成果不仅为合成手性膦化合物提供了新的途径,还为构建杂原子手性中心提供了重要的理论依据。

尽管产物的立体化学稳定性较低,但其在不对称催化中的应用前景仍十分广阔,为未来手性膦化合物的设计和应用奠定了基础。

Kang Y., Yue S., Huang G. et alRhodium-Catalyzed Asymmetric Access to P-Chiral Triarylphosphine Oxides via Insertion of P-H Bonds into DiazonaphthoquinonesAngew. Chem. Int. Ed. (2025). https://doi.org/10.1002/anie.202500436.

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