科技日报记者 吴长锋
记者从中国科学技术大学获悉，该校傅尧教授与陆熹特任副研究员团队近期开发出一种新型钴-氢催化体系，实现“不对称偶联”，且大幅提高产率，减少了合成步骤。相关研究成果日前发表于《自然·催化》。
在化学合成中，有一种“互为镜像”、比例相等的手性分子，就像我们的双手一样。这种构成手性关系的分子之间，一方为另一方的“对映异构体”。手性药物、农药等化合物的两个异构体，表现出来的生物活性往往不同，甚至截然相反。为了避免其中有害异构体的影响，合成单一手性异构体即手性合成就变得尤为重要。过渡金属催化烯烃不对称氢官能化，是获得手性分子高效、简捷的方法之一。无论是铜-氢催化的氢烷基化反应，还是镍-氢催化的不对称烷基-烷基偶联反应，往往都需要利用导向基团对反应进行调控。
基于此，研究团队开发出一种新型钴-氢催化体系，通过跳过辅助基团这一环节，以优异的区域和对映选择性实现氟烯烃的氢烷基化，成功在烷基链上的指定位置引入手性C-F基团，高效合成手性氟烷烃。他们以易于获取的氟烯烃与烷基卤化物为原料，基于氢-氟吸引和氢-氢排斥作用力，对配体与底物进行双向设计优化，调控反应立体选择性，实现了氟原子邻位手性中心精准构建，突破了不对称偶联中辅助基团结构局限，且反应条件温和、底物适用范围广。
傅尧介绍，在11-氟十四烷基酸的合成中，他们使用同一原料，可以将文献中所用的八步合成法缩减为四步，总产率由不足20%提升到33%，得到单一构型的手性产品。该反应还可实现生物质化学品糠醛的高值化利用，制取含氟精细化学品。