【人物与科研】华中师范大学肖文精教授研究团队：利用Wolff重排/钯催化环加成的序列过程不对称构建含手性季碳中心的杂环化合物

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导语

烯酮作为高活性的C2合成子被广泛应用于有机催化和Lewis酸催化的环加成反应中，但过渡金属催化的过程却鲜有报道。究其原因，主要是因为许多过渡金属会促使烯酮化合物的脱羰分解或寡聚等过程。近期，华中师范大学陆良秋教授和肖文精教授通过可见光促进的Wolff重排反应，利用原位产生烯酮的方式成功实现了钯催化的不对称烯酮环加成反应。利用这一策略，该研究团队已成功实现了喹啉酮类化合物（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 14707）、七元环内酯类化合物（J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 133）的不对称合成。

肖文精教授研究团队简介

肖文精教授研究团队依托华中师范大学化学学院，成立于2003年。目前团队有教授4名，博士研究生12名，硕士研究生22名。主要研究方向是功能杂环导向的合成方法学研究。

肖文精教授简介

肖文精，教授，博士生导师。1984年本科毕业于华中师范大学化学系，2000年在加拿大渥太华大学获得博士学位，先后在美国加州理工学院（博士后）和美国Materia Inc.公司学习和工作。2003年9月回到华中师范大学工作至今，现任中国化学会理事、有机化学学科委员会委员、光化学学科委员会委员，是《化学学报》、《有机化学》、Chin. J. Chem.、Eur. J. Org. Chem、ChemPhotoChem等杂志的编委或国际顾问。2014年入选国家百千万人才工程，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。曾荣获国务院政府津贴、中国化学会青年化学奖、药明康德生命化学奖、湖北省自然科学一等奖。

陆良秋教授简介

陆良秋，教授，博士生导师。2001-2011年，在华中师范大学化学学院学习，先后获得学士和博士学位（导师：肖文精教授）。之后，赴德国莱布尼茨催化所从事博士后研究（导师：Matthias Beller教授）。2013年6月回华中师范大学任教，两年后破格晋升为教授和博士生导师。主要从事过渡金属催化的偶极环化反应和可见光驱动的有机合成。曾荣获德国洪堡奖学金（2011）、全国优秀博士学位论文（2013）、湖北省新世纪高层次人才工程（2018）等奖励，并获得湖北省杰出青年基金（2015）和国家优秀青年科学基金（2018）等项目资助。

前沿科研成果

一、手性喹啉酮的不对称构建

烯酮在过渡金属催化下存在诸多副反应，极不稳定。为了拓展烯酮在过渡金属催化领域的应用，陆良秋教授和肖文精教授将可见光促进的Wolff重排过程应用于钯催化的偶极环加成反应中。这一策略的优势在于通过原位、无痕、可控地生成烯酮中间体，避免烯酮的大量富集而发生其它副反应。另外，温和的反应条件也使得该反应的底物范围和官能团兼容性得到进一步改善。借助这一策略，该研究团队成功实现了喹啉酮类化合物的不对称合成。该反应以乙烯基取代的苯并噁嗪酮为原料，以自主研发的手性P/S配体作为最优配体，在零价钯作用下脱羧生成金属稳定的偶极中间体。该中间体能迅速捕获原位生成的烯酮物种，最终高效、高立体选择性地合成一系列含有连续手性中心的喹啉酮类化合物。反应具有条件温和、对映选择性好、官能团兼容性强等优点。值得一提的是，利用团队自主研发的光照流反应装置（中国专利：ZL201721170526.X），该反应还能够在太阳光的照射下顺利发生，以克级规模制备目标产物。

图1. 手性喹啉酮的不对称构建

（来源：J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 14707）

这一研究成果发表于J. Am. Chem. Soc.（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 14707）。该论文作者为：Miao-Miao Li（李苗苗），Yi Wei（魏怡），Jie Liu（刘杰），Hong-Wei Chen（陈宏伟），Liang-Qiu Lu（陆良秋），Wen-Jing Xiao（肖文精），其中李苗苗和魏怡为共同第一作者。

二、手性七元环内酯的不对称构建

七元环内酯骨架广泛存在于许多天然产物、药物分子以及其它功能分子中。目前，不对称构建七元环骨架的方法较少。因此，发展一种高效、高选择性的合成方法具有重要意义。基于前期的工作，陆良秋教授和肖文精教授利用烯基碳酸酯作为1,5-偶极体的前体，通过其与原位产生的烯酮发生钯催化的[5+2]环加成反应，成功构建了含有手性季碳中心的七元环内酯类化合物。同时，作者通过与重庆大学的蓝宇教授合作，利用DFT计算对环加成反应的立体控制原理做出了合理的解释。

图2. 手性七元环内酯的不对称构建

（来源：J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 133）

这一研究成果近期发表于J. Am. Chem. Soc.（J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 133）。该论文作者为：Yi Wei（魏怡），Song Liu（刘松），Miao-Miao Li（李苗苗），Yi Li（李毅），Yu Lan（蓝宇），Liang-Qiu Lu（陆良秋），Wen-Jing Xiao（肖文精）。

上述研究工作得到了国家自然科学基金委、湖北省科技厅及高等学校学科创新引智计划的经费资助。

关于人物与科研

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