综述：中国不对称催化研究最新进展

近日，范青华、游书力、罗三中、朱守非、付雪峰和周其林教授等在CCS Chemistry 期刊上发表了题为“Recent Progress of Asymmetric Catalysis from a Chinese Perspective”的综述文章，总结了中国科学家近期在不对称催化领域取得的重要创新性研究进展。通过列举代表性实例，分别从新配体、新策略、过渡金属催化及有机小分子催化的不对称反应等四个方面进行了概述。最后，讨论并展望了不对称催化未来发展趋势以及所面临的挑战和机遇。

背景介绍：

不对称催化是获得手性化合物最为直接、高效的方法，且已在天然产物、手性药物及农药的工业制备中得到成功应用。我国对于不对称催化合成的研究始于上世纪80年代，从90年代逐渐引起重视。1995年，戴立信、陆熙炎和朱光美先生曾撰文呼吁我国应对手性技术（特别是手性催化技术）的研究给予重视。国家自然科学基金委员会九五和十五期间分别组织了“手性药物的化学与生物学研究”、“手性与手性药物研究中的若干科学问题”等重大研究项目，2018年又立项了“多层次手性物质的精准构筑”重大研究计划项目。同时，中国科学院和教育部等也对手性科学与技术的研究给予了重点支持，极大地推动了我国手性科学和技术领域特别是在不对称催化领域的发展，取得了一批在国际上有较大影响的原创性研究成果。

本文亮点：

本文结合国际上不对称催化研究的最新进展，主要回顾了我国科学家近年来在新型手性配体、过渡金属配合物不对称催化、有机小分子不对称催化以及不对称催化新策略等方面取得的重要创新性研究进展。

1.手性配体

新型手性配体的设计与合成是不对称催化研究中的永恒主题。我国科学家的研究起步于上世纪九十年代，在2000年前后报道了一些具有国际影响力的手性配体，如：陈新滋和蒋耀忠等报道的基于螺环骨架的手性双亚膦酸酯配体（SpirOP）、陈新滋等发展的含有联吡啶骨架的手性双膦配体（P-Phos）、戴立信和侯雪龙等报道的系列二茂铁手性配体（SIOCPhox）、以及唐勇等设计合成的假C3对称的三噁唑啉配体（如TOX）等。

近年来，我国科学家通过不懈的努力，在手性配体创制方面取得了长足进步，发展了系列具有优势手性骨架的新型高效手性配体。本文重点介绍了手性螺环配体、手性双氮氧配体、膦中心手性的大位阻富电子配体、手性叔丁基亚砜配体及手性叔丁基亚磺酰胺类配体、大位阻手性氮杂环卡宾配体、以及适用于丰产金属的非对称NNN-三齿手性配体。其中，周其林等开发的基于螺双二氢茚骨架的手性螺环配体和冯小明等开发的手性双氮氧配体被称为“优势手性配体”，已被国内外科学家成功应用于多类不对称反应中。

2.过渡金属催化的不对称反应

过渡金属催化的不对称转化是获得手性分子的强有力策略，在不对称催化领域一直处于主导地位。我国科学家在该领域取得了丰硕的成果，但受篇幅限制，本文重点介绍了具有原创性的代表性成果。分别从过渡金属催化的不对称氢化反应、不对称加成反应、不对称交叉偶联反应、不对称C-H键官能化反应、不对称烯丙基取代反应、烯烃的不对称官能化反应、不对称去芳构化和不对称B-H键插入反应等方面介绍了最新研究进展，同时给出了部分催化剂活化及手性诱导模式。

3.有机小分子催化的不对称反应

有机小分子催化是继过渡金属催化和酶催化之后的第三类不对称催化体系，有机小分子催化剂结构简单、合成容易，且具有与酶相媲美的催化性能。在有机小分子催化的发展历程中，我国科学家也做出了杰出的贡献。本文中，按照有机小分子手性催化剂种类的不同，重点介绍了近年来我国科学家在手性仿生伯胺催化、手性氮杂环卡宾催化、手性磷酸催化、手性硫属化合物催化、手性羰基催化以及手性硼烷催化等领域取得的主要创新性研究成果。

4.不对称催化新策略

在不对称催化研究中，发展高效的催化新策略也是十分重要的研究内容，不仅能够拓展不对称催化体系和催化活化新模式，而且有利于发现传统催化体系不能实现的催化新反应。本文中的“新策略”，是指采用不同催化剂组合、设计新的反应路径或应用非传统的活化方法来实现传统不对称催化所不能完成的不对称转化。主要从双金属协同催化、金属-有机协同催化、手性质子梭催化、光/电促进的不对称催化、催化去消旋化以及铜催化的自由基接力反应等方面介绍了我国科学家的创新性研究成果。

总结与展望：

本文回顾了近十年来中国科学家在不对称催化领域取得的重要创新性成果，包括新配体的创制、新催化策略的发展、过渡金属及有机小分子催化新反应的发现等，这些研究进展显著促进了多样化手性分子的精准合成，并已应用于手性药物和手性材料分子的创制中。然而，在不对称催化领域还有许多科学问题需要解决，如手性催化剂的催化效率和立体选择性、手性诱导过程中多因素控制的复杂性等。所以，从基础研究及工业应用两方面来看，未来不对称催化研究仍需要重点关注：（1）具有新型骨架结构的手性配体和高效丰产金属手性催化剂的创制；（2）发展基于活泼中间体（如自由基及卡宾）不对称转化的新策略和新方法；（3）发展挑战性底物如烷烃及芳烃的高效不对称催化反应。此外，还要加强与工业界的合作，推进具有原始创新性核心技术的工业化应用。我们期待，未来在不对称催化领域，我国科研人员会取得更多的、新的突破，为手性药物、手性农药和手性材料的发展提供坚实的研究基础和技术支撑。

文章详情：

Recent Progress of Asymmetric Catalysis from a Chinese Perspective

Yan-Mei He†, Yuan-Zheng Cheng†, Yingdong Duan†, Yan-Dong Zhang†, Qing-Hua Fan*, Shu-Li You*, Sanzhong Luo*, Shou-Fei Zhu*, Xue-Feng Fu*, Qi-Lin Zhou*

Cite this by DOI:

10.31635/ccschem.023.202303347

文章链接：

https://doi.org/10.31635/ccschem.023.202303347

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