Angew｜武漢大學王春江/董秀琴團隊在雙金屬順序催化取得新進展

導讀

近日，國際權威雜志《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）刊發了武漢大學化學與分子科學學院王春江/董秀琴團隊關于雙金屬順序催化立體發散性精準合成手性螺吡咯烷-γ-丁內酯的最新研究論文，題為“Stereodivergent Construction of Spiropyrrolidine-γ-Butyrolactones Enabled by Cu/Ru Sequential Catalysis and Stereoselective Reduction”。武漢大學化學與分子科學學院已畢業博士生熊祺、博士后田奎、博士生劉新蓮為論文共同第一作者，其他合作者包括博士生何玲、碩士生宋曜雯和劉祎。武漢大學王春江教授和董秀琴教授為論文通訊作者，武漢大學化學與分子科學學院為第一署名單位。

長期以來，高效合成結構復雜且具有重要生物活性的雜環分子，一直是合成化學和藥物化學的前沿領域。其中，吡咯烷因其廣泛的生理活性被認為是優勢的氮雜環骨架，在2013至2023年間獲FDA批準的小分子藥物中位列第三。與此同時，γ-丁內酯作為另一類重要的含氧雜環結構，也因其顯著的生物相關性備受關注。將上述藥效團進一步整合至螺環骨架中，相較于平面結構類似物，可顯著提升靶點選擇性與代謝穩定性，在當前藥物研發中備受關注。另一方面，開發簡潔、高效的立體發散性合成策略，精準構建含有非相鄰手性中心的手性分子，仍是不對稱催化領域的一項關鍵挑戰，此類結構的傳統合成方法往往受制于冗長的合成路徑。相比之下，順序或接力催化策略展現出獨特優勢，能夠對連續反應步驟中生成的手性中心進行獨立的立體化學控制，從而可實現從簡單原料出發，以符合綠色化學原理的一鍋法方式立體發散性獲得所有可能的立體異構體。

近年來，王春江/董秀琴團隊基于借氫催化策略在雙金屬Cu/Ru接力催化領域取得了一系列代表性成果（Angew. Chem. Int. Ed.2022, e202206517; Angew. Chem. Int. Ed.2024, e202315325; Chem. Sci.2024, 15, 10135; Chem. Sci.2025, 16, 1233; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 5014; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 26102; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 33288）。在上述工作基礎上，該團隊進一步聚焦于具有重要合成價值的手性螺吡咯烷-γ-丁內酯骨架，以氯代酮與環狀亞胺酯為原料，通過不對稱親核取代、不對稱轉移氫化及內酯化的串聯反應，高效構建了含有兩個非相鄰手性中心的手性螺二氫吡咯烷-γ-丁內酯。隨后通過高立體選擇性亞胺還原步驟，以優秀的非對映選擇性（>20:1 dr）成功引入第三個手性中心，從而構筑了具有三個非相鄰手性中心的獨特螺環骨架，最終實現了該類結構全部四種立體異構體的立體多樣性合成。在合成應用方面，該類手性螺吡咯烷-γ-丁內酯可作為仲胺催化劑，成功應用于催化醛的不對稱氯代反應、Aldol縮合以及Michael加成，取得了良好的催化效果，展現了潛在的應用前景。

上述研究受到了國家重點研發計劃（2023YFA1506700）、中央高校基本科研業務費專項資金（2042025kf0032）、國家自然科學基金（22271226和22371216）以及武漢大學科研公共服務條件平臺的支持。

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202519537

王春江課題組鏈接：https://wanglab.whu.edu.cn/

來源：武漢大學