中国科学技术大学精准智能化学重点实验室、化学与材料科学学院傅尧教授、陆熹副教授等在烷基偶联领域取得进展。研究团队发展了钴催化芳香亚结构辅助的烯烃氢烷基化反应，为氘代药物等手性功能分子的合成开辟了新途径。7月10日，国际期刊《自然·合成》（Nature Synthesis）在线发表了该项工作。
烷基碳中心在有机分子和功能材料中起到支撑“三维立体”结构的作用，并赋予这些分子独特的性质和功能。烯烃氢烷基化反应使用稳定且常见的烯烃作为原料，通过金属氢物种与烯烃反应，生成烷基金属中间体，从而精确构建烷基碳中心。然而，控制这种反应的立体化学选择性一直是个挑战，通常需要特定的路易斯碱性基团或极性杂原子官能团的辅助。
围绕上述挑战，傅尧和陆熹团队深入研究了烷基金属中间体结构和反应规律性，成功建立了一种利用C-H…π非共价相互作用（一种化学弱相互作用）来控制反应选择性的新模式。在该过程中，苯乙烯底物的π电子体系与催化剂中的氢原子之间形成C-H…π相互作用，从而精确控制了反应的立体化学选择性。这使得钴催化的烯烃氢烷基化反应能够顺利进行，精准构建了芳基邻位手性烷基碳中心，解决了无杂原子烯烃氢烷基化反应立体化学不可控的问题。该反应适用于多种底物，并且具有出色的官能团兼容性。此外，该催化体系还能实现烯烃的氘化烷基化，在药物分子和天然产物的合成与修饰中展现出应用潜力。
该研究为烯烃官能化反应的立体选择性控制提供了新模式，同时为氘代药物等手性功能分子的合成开辟了新途径。
图.芳香亚结构辅助的钴催化烯烃氢/氘烷基化及其氘代药物合成应用
该项研究得到了国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会、安徽省科技厅、安徽省生物质洁净能源重点实验室和博士后创新人才支持计划的资助和支持。
论文标题：Enantioselective Alkene Hydroalkylation Overcoming Heteroatom Constraints via Cobalt Catalysis
论文链接：https://doi.org/10.1038/s44160-024-00581-x
（精准智能化学重点实验室、化学与材料科学学院、科研部）