本站讯(通讯员 李小轩)近日,天津师范大学化学学院王超教授团队与天津大学黄跟平教授合作,在国际顶级期刊Nature Chemistry发表论文“Stereodivergent construction of nonadjacent stereocenters via migratory functionalization of alkenes”,这是天津师范大学首次以第一通讯单位在Nature大子刊上发表研究论文。

手性分子的立体可控合成是现代有机化学与药物化学的核心科学问题之一。长期以来,如何在单一反应体系中精准构建相隔较远(1,3-或1,4-)的多个立体中心,一直被认为是国际学界的重大挑战。传统方法通常依赖两种不同手性催化剂的协同作用,但存在体系复杂、选择性受限等问题。
针对这一难题,王超教授团队创新性地提出了基于链行走(chain walking)策略的镍催化不对称迁移烷基化反应体系。该体系在单一催化条件下即可实现非环状分子中远程非相邻立体中心的精准可控构筑。通过调节底物几何构型(E/Z)和手性配体构型(R/S),研究团队能够获得目标化合物的全部四种立体异构体,实现了立体发散式(stereodivergent)合成。该方法展现出极高的区域、对映和非对映选择性(>99:1 r.r., >20:1 d.r., up to 99% e.e.)。
更为重要的是,该研究通过实验与密度泛函理论(DFT)计算结合,系统揭示了链行走过程中远程手性诱导的本质机制,明确了多步迁移反应中立体控制的分子起源。这一发现不仅丰富了人们对过渡金属链行走化学的理解,也为未来实现更复杂分子骨架的精准立体构筑提供了新的思路与工具。
在应用层面,该催化体系能够高效合成多种药物结构修饰物与手性功能分子。例如,研究团队展示了其在抗焦虑候选药物Imagabalin hydrochloride的快速合成中的应用,使原有多步反应显著缩短,极大提升了药物分子的构筑效率。
该研究工作得到了国家自然科学基金、天津市自然科学基金及天津师范大学科研项目的支持。
该成果的发表不仅展示了天津师范大学在有机合成与不对称催化研究方向的原创性贡献,也标志着我校青年科研团队在国际高水平学术舞台上的重要进步,进一步提升了学校化学学科的学术影响力与国际声誉。
论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41557-025-01994-7
Nat. Chem.2025, DOI:10.1038/s41557-025-01994-7
编辑:夏然