化学学院教师团队在不对称催化领域取得新突破-东北师范大学

化学学院教师团队在不对称催化领域取得新突破

发布时间：2026-02-09 供稿单位：化学学院、科学技术处撰稿：熊涛点击次数：

近日，我校化学学院熊涛教授、张前教授团队在不对称催化领域取得了系列研究突破。研究团队突破了传统方法学中依赖反应物中杂原子与催化剂间相互作用或反应物与催化剂间空间位阻作用的经典不对称诱导范式，发展了通过以色散作用为主的不对称诱导模式，实现了简单1,1-二烷基取代烯烃的高区域、对映选择性的不对称氢烷基化反应。相关成果以“Catalytic asymmetric hydroalkylation of 1,1-dialkyl-substituted alkenes with unactivated alkyl electrophiles”为题，发表在国际顶级期刊Nature Synthesis (2026, 10.1038/s44160-025-00971-9)上；我校化学学院博士研究生马树成、尹建军及青年教师祝丽涵为该成果的共同第一作者，熊涛教授和张前教授共同指导。

近年来，团队围绕“不饱和烃的高效转化”这一重要课题进行攻关，发展了独具特色的研究方法，取得系列重要进展。“手性”是自然界的基本属性，对人们的生产、生活产生了广泛而深刻的影响。发展高效构建手性分子的新方法一直是合成化学最核心、最前沿的研究方向之一，利用大宗工业原料（例如：不饱和烃）为原料实现手性分子的高效构建是迄今最经典、最重要的方法。然而如何利用简单烯烃，特别是不含任何杂原子或芳基的烯烃，实现具有相似结构和体积取代基的不对称识别一直是该领域的重大挑战。针对这一核心问题，熊涛教授、张前教授团队通过对手性配体和催化剂等关键影响因素的深入探究，实现了不含任何杂原子或芳基的1,1-二烷基取代烯烃的高区域、对映选择性的不对称氢烷基化反应。该催化体系展现出高效的手性识别能力：各种甲基/二级烷基取代的烯烃、甲基/三级烷基取代的烯烃以及一级/二级烷基取代的烯烃和一级/三级烷基取代的烯烃基均以优异的对映选择性实现相应的转化。该方法为合成极具挑战性的全烷基取代的手性叔碳中心，特别是含空间和电子高度相似的取代基（例如：不同的一级烷基取代基），提供了高效且精准的“工具”，简化了复杂分子结构的合成路径，为药物及复杂分子的合成提供了全新视角。进一步深入的实验以及理论计算表明：发展的手性配体与烯烃底物间的C–H⋯H–C和C–H⋯π弱相互作用在对映选择性决定步骤中起到至关重要的作用，从而突破了传统方法学中依赖反应物中杂原子与催化剂间相互作用或反应物与催化剂间空间位阻作用的经典不对称诱导范式，开拓了催化新模式，大大扩展了反应物的适用范围。

近年来团队一直致力于“发展高效的不饱和烃不对称转化新模式”，并取得了系列重要的成果：报道了首例烯烃自由基型不对称硼氧化反应(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202313770, hot paper)，为解决非端烯不对称自由基双官能团化反应难题提供了新策略；实现了乙烯基环丙烷的不对称氢硅化反应构建多手性有机硅化合物(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202407391)，为具有挑战性的手性硅化合物构建提供了高效的方法；构建了炔烃的发散型不对称氢硼化/氢烯丙基化反应催化新体系(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202410833, hot paper)，为炔烃分子的不对称转化、特别是工业大宗产品乙炔、丙炔的不对称转化提供新途径；构建了(Z/E)-混合烯烃立体汇聚型双官能团化转化新模式 (J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 25592)，为直接利用(Z/E)-混合烯烃为反应物的方法学奠定了基础。在此基础之上，进一步解决了非活化烯烃远程双C(sp3)-H键的不对称双官能团化反应的难题(J. Am. Chem. Soc. 2026, in press)，为远程多支C(sp3)-H键直接转化研究提供新思路。张前教授与郑光范教授以二氟甲基亚磺酸钠为双功能试剂，以手性多氟芳基砜为手性诱导试剂，发展了自由基成键与立体选择性控制相分离的策略，成功克服了自由基对二氧化硫加成过程中的立体选择性难题，实现了对包括丙烯及一系列非活化烯烃在内的普适性烯烃的高立体选择性二氟甲基化/多氟芳基磺酰化反应 (Sci. Adv. 2025, 11, eaeb0206)；通过二氧化硫捕获Smiles重排中产生的Meisenheimer中间体，有效阻断了传统的自由基芳基迁移途径，进而实现了取代芳烃的原位与对位双官能团化(CCS Chem. 2026, 10.31635/ccschem.025.202506704)，为芳烃多位点精准修饰提供了新思路; 张前教授和李燕教授发展了独特的烯丙基自由基与铜稳定氮中心自由基的不对称交叉偶联新策略，实现了铜催化1,3-二烯、苯胺与全氟烷基试剂的对映选择性的三组分自由基1,4-全氟烷基胺化反应(Nat. Comm. 2025, 16, 4939)，为1,3-二烯烃的高附加值转化提供了新思路；张前教授与张鸽副教授构建了手性高价钴催化体系，实现了苯乙烯与Lewis碱性仲胺、吲哚等富电子芳烃以及烯基硼酸盐等亲核试剂的不对称自由基型氢官能化反应，为碳自由基与亲核试剂的不对称偶联方法学的发展提供了新策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202213913, hot paper; 2022, 61, e202201967, VIP; CCS Chemistry, 2025, 7, 765）；在此基础上进一步实现了光/钴协同催化非活化烯烃与普通胺的不对称自由基氢胺化反应，克服了催化自由基不对称反应需要比较稳定碳自由基的局限性，成功实现了对难以区分的烷基取代基（如甲基与亚甲基）的高对映选择性识别（Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e13891, hot paper）。以上研究工作理论计算部分由课题组青年教师祝丽涵完成。

团队一直坚持追求卓越，在“自由基胺化”、“高价钴化学”以及“Co/Cu双金属接力催化”等领域取得了独具特色的原创性研究成果。近期，团队在人才建设和基金项目等方面也取得了好成绩：熊涛教授被评为国家级高层次青年人才（2023），近五年获国家自然科学基金委重大项目、重点项目、科技部重点研发计划以及面上项目及青年项目等多项资助。

化学学院教师团队在不对称催化领域取得新突破

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