清华大学刘强教授综述：丰产金属催化的碳氮不饱和键不对称氢化反应

    手性胺类化合物广泛存在于天然产物、生物活性分子及药物分子中，碳氮不饱和键的不对称氢化反应是构建该类化合物一类非常有效的方法。近些年来，基于可持续发展的理念，利用廉价易得、生物兼容性强的第一过渡周期（3d）丰产金属（锰、铁、钴、镍等）替代贵金属发展新型的手性催化剂取得了长足的发展。丰产金属手性催化剂已被成功地应用于含氮不饱和化合物的不对称氢化反应，在手性含氮精细化学品的高效绿色合成方面展现出广阔的应用前景。

    近日，清华大学刘强课题组对丰产金属催化的碳氮不饱和键不对称氢化反应的研究进展进行了系统的综述。其中，以钴、镍为代表的丰产金属通过与双齿膦配体原位络合形成活性催化物种，通过外层机制活化底物并发生碳氮双键对金属氢键的迁移插入，实现了一系列亚胺类化合物的不对称氢化反应，以优异的对映选择性和产率获得相应的手性胺类产物。另一方面，以铁、锰为代表的丰产金属通常与螯合配体预先络合制备结构明确的螯合型催化剂，该类催化体系通过外层机制活化底物，并利用金属-配体协同催化模式实现亚胺和含氮杂环类化合物的不对称氢化，在部分反应中获得了可比拟甚至高于贵金属催化体系的催化剂转换数。丰产金属催化剂独特的电子和结构性质使其在催化过程中展现出与贵金属催化体系不同的反应性质，拓展了碳氮不饱和键不对称氢化反应的适用范围并提升了合成效率。该领域的研究进展不仅为手性胺类化合物的合成提供了绿色高效的新方法，还为第一过渡周期丰产金属元素的金属有机化学带来新认识，未来有望实现重要的工业化应用。

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刘晨光, 刘强. 丰产金属催化的碳氮不饱和键不对称氢化反应[J]. 有机化学, doi: 10.6023/cjoc202208003. Chenguang Liu, Qiang Liu. Earth-Abundant Metal-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of Carbon-Nitrogen Unsaturated Bonds[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, doi: 10.6023/cjoc202208003.

通讯作者简介：

刘强博士，现任清华大学化学系基础分子科学中心副教授、博士生导师。2003年进入武汉大学化学与分子科学学院学习，2007年获学士学位, 2012年获得博士学位 (导师：雷爱文教授)，随后赴德国莱布尼兹催化研究所从事博士后研究（导师：Matthias Beller教授）。2015年7月入职清华大学化学系开始独立工作，主要研究方向为丰产金属氢活性中间体的结构、机制与催化，及其在绿色合成、生物质转化以及化学储氢中的应用。2012年获德国洪堡奖学金，2017年获Thieme Chemistry Journals Award，2018年获国家自然科学基金委员会“优秀青年科学基金”支持，2019年起任《绿色合成与催化》和《有机化学》期刊的青年编委，同年入选中国化学会“中国青年化学家钴元素代言人”，2022年获国家自然科学基金委员会“杰出青年科学基金”支持。