近日，國際化學領(lǐng)域權(quán)威期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）在線發(fā)表了武漢大學化學與分子科學學院陳才友教授團隊在不對稱催化領(lǐng)域的最新研究成果，題為《氫鍵給體耦合電子轉(zhuǎn)移策略驅(qū)動的銅催化不對稱自由基炔基化反應》。

該研究發(fā)展了氫鍵給體耦合電子轉(zhuǎn)移（HCET）驅(qū)動的過渡金屬催化不對稱自由基交叉偶聯(lián)反應，成功實現(xiàn)了低活性烷基氯的高效、高對映選擇性炔基化。武漢大學碩士研究生張子芯為第一作者（共同一作：白雨弘旭，萬子龍，黃春熙），陳才友教授為論文通訊作者，武漢大學化學與分子科學學院為唯一署名單位。

在生物體系與化學轉(zhuǎn)化中，氫鍵非共價相互作用在促進電子轉(zhuǎn)移、活化惰性化學鍵方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移（PCET）策略因涉及質(zhì)子轉(zhuǎn)移而難以在堿性條件下應用，不能適用于過渡金屬催化自由基不對稱偶聯(lián)。與之不同， HCET策略僅涉及電子轉(zhuǎn)移而不涉及質(zhì)子轉(zhuǎn)移，因而在堿性條件下仍能高效活化惰性化學鍵，為在堿性條件下實現(xiàn)HCET驅(qū)動的過渡金屬催化惰性化學鍵自由基偶聯(lián)打開了大門。

陳才友團隊同時發(fā)展了具有平面手性的新型三齒f-PNN配體，在氫鍵給體耦合電子轉(zhuǎn)移策略的驅(qū)動下，簡便易得但反應活性較低的烷基氯的銅催化不對稱炔基化反應可以在溫和條件下高效進行。該反應底物適用范圍廣，兼容多種官能團與藥物分子骨架。

機理研究表明，HCET過程通過氫鍵作用顯著降低了C–Cl鍵的還原電位，促進了Cu(I)與芐氯之間的單電子轉(zhuǎn)移，進而生成芐基自由基。結(jié)合EPR、NMR與DFT計算，團隊揭示了關(guān)鍵Cu(II)中間體的存在，并證實反應的立體控制來源于配體平面手性所調(diào)控的對映選擇性還原消除步驟。

該研究為惰性化學鍵的活化轉(zhuǎn)化提供了新策略，有望在藥物合成、天然產(chǎn)物修飾等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃（2023YFA1508600）、國家自然科學基金（22571239）、中央高校基本科研業(yè)務費（2042024kf1016）、武漢市自然科學基金探索（晨光）計劃（2024040801020226）及武漢大學啟動經(jīng)費項目的支持。

全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c16975

陳才友課題組鏈接：https://caiyouchen.whu.edu.cn/index.htm