精准实现廉价易得化学原料中惰性C(sp³)–H键的化学、区域和立体选择性官能团化,始终是合成化学领域的重大挑战。值得注意的是,尽管针对含有富电子C(sp³)–H键(如苄位、烯丙位或者杂原子邻位)底物的研究已取得显著进展,但对于富含缺电子C(sp³)–H键的常见原料,其手性自由基转化策略仍存在明显的研究空白。本研究成功开发了一种光诱导/铜催化协同的三组分不对称烷基炔基化反应,实现了烯烃、炔烃与多种工业常见原料(包括乙腈、酮、酯、酰胺、醚及胺等)的直接高效偶联。基于自由基极性匹配效应,该反应体系创新性地采用修饰的芳基碘化物作为氢原子转移(HAT)试剂,通过精准调控芳基自由基的极性和位阻特征,可以选择性地攫取缺电子或者富电子的C(sp³)–H键,并首次实现了乙腈参与的自由基不对称转化反应。机理研究表明,原位生成的碳中心自由基首先与烯烃发生高效加成,随后在铜催化体系下与末端炔烃进行高立体选择性的C(sp³)–C(sp)交叉偶联,最终以优异的化学、区域和对映选择性构建了一系列手性炔烃衍生物。这一策略为直接利用大宗化学品合成高附加值手性分子提供了原子经济性高、反应条件温和的通用平台,其广泛的底物适用性和优异的立体控制能力为复杂分子精准合成开辟了新途径。
华中师范大学化学学院硕士研究生吴政泽和李凯为该论文的共同第一作者,华中师范大学张国柱教授和郭瑞研究员为本文通讯作者。