史壮志 - 教授课题组

相关研究

1. 在有机化学领域，手性硫化合物的立体化学研究历经逾百年，其中S-手性药效团在生物科学与药物发现中扮演关键角色。具有硫(IV)立体中心的亚磺酰胺兼具稳定性与化学反应性，是手性助剂、金属催化配体及有机催化剂的重要组分，也是合成多种S-手性药效团（如亚磺酰亚胺酯、磺酰亚胺卤化物和磺氧亚胺）的关键前体。然而，传统合成方法依赖多步反应及手性助剂或动力学拆分，亟需更高效的一步合成策略。近期史壮志课题组开发了一种高效且普适的方法，通过亚磺酰胺的选择性芳基和烯基加成反应，在还原条件下利用手性镍或钴配合物催化，无需预制备有机金属试剂，成功构建了多样化的S-手性亚磺酰胺。该方法可在硫位点引入多种芳基和烯基卤化物，兼容丰富的官能团及复杂结构底物，为含硫药效团的合成提供了灵活平台。

2. 在合成化学领域，手性烯丙醇作为重要合成砌块占据关键地位，其立体构型显著影响化合物的物理化学性质与生物活性。因此，实现多取代烯丙醇立体化学的精准调控，始终是该领域的重要研究方向。尽管NHK反应作为经典方法广泛应用于烯丙醇的合成，但其存在显著局限性：需使用有毒铬盐与大量金属还原剂、对映选择性控制不足，且对底物结构适应性较差。

针对上述挑战，史壮志课题组发展了一种光/镍协同催化体系，通过2-乙烯基碘苯的1,4-镍迁移策略活化烯基C-H键，并串联不对称加成（杂）芳基醛类化合物，高效构建单一异构体的手性烯丙醇。该方法展现出优异的底物普适性与官能团兼容性，成功应用于生物活性分子衍生物及天然产物关键中间体的高效合成。结合实验与理论计算研究，深入阐明了金属光氧化还原催化过程的反应路径，揭示了 1,4 - 镍迁移的热力学驱动力，以及醛加成步骤中立体选择性控制的关键机制。上述研究为手性烯丙醇的不对称合成提供了绿色高效的新策略，对复杂分子合成具有重要指导意义。

3. 手性烯丙醇因兼具烯基与羟基反应性，已经成为构建复杂分子的核心中间体，在药物合成、天然产物全合成及手性转化中应用广泛。鉴于此，史壮志课题组开发了一种新颖的金属光氧化还原催化策略，实现了不对称NHK反应。该方法巧妙结合手性镍催化剂与光催化剂，使烯基（拟）卤化物与醛类发生反应，仅依靠镍催化剂完成氧化加成和插入过程，彻底摒弃了传统反应中所需的铬盐和金属还原剂。此策略展现出广泛的底物适用性，无论是多种取代的芳香醛、杂环醛，还是含不同官能团的烯基（拟）卤化物，均能高效转化为目标产物，且对映选择性优异（最高达95/5 er）。此外，该反应操作简便、易于放大，还成功应用于复杂药物分子和天然产物衍生物的后期修饰，凸显了其良好的实用性。