導(dǎo)讀

1月4日，成都大學(xué)明佳林團隊在《Angewandte Chemie International Edition》發(fā)表題為“”的研究論文，時隔十天，明佳林團隊1月15日再次在《Angewandte Chemie International Edition》發(fā)表研究論文，題為“Synthesis of Axially Chiral Phenanthryl–Aryl Phosphines via Nickel-Catalyzed Atroposelective [4 + 2] Cycloaddition with Broad Ligand Applications”，該研究報道了鎳催化聯(lián)苯撐與1-芳基炔烴的軸向選擇性[4+2]環(huán)加成反應(yīng)，一步構(gòu)建菲芳基-芳基軸手性結(jié)構(gòu)，原子利用率100%。同時，催化產(chǎn)物可以通過簡單的還原反應(yīng)得到一類新型軸手性菲芳基-芳基膦配體。由于菲芳基上剛性π共軛結(jié)構(gòu)，使其較傳統(tǒng)的萘基-萘基軸手性膦配體具有更好的立體控制作用。文章鏈接：DOI: 10.1002/anie.202519122

鎳催化不對稱多碳碳鍵構(gòu)筑反應(yīng)合成軸手性膦配體

軸向手性聯(lián)芳烴，亦稱阻轉(zhuǎn)異構(gòu)聯(lián)芳烴，是有機化學(xué)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基元，可作為多功能手性配體和催化劑用于不對稱轉(zhuǎn)化。其中BINAP和MOP等經(jīng)典軸手性聯(lián)芳基膦配體已在不對稱催化領(lǐng)域取得巨大成功。同時，菲芳基-芳基骨架因其剛性π共軛結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的手性空腔而備受關(guān)注，但其合成面臨巨大挑戰(zhàn)。近日，明佳林團隊報道了鎳催化軸手性菲芳基-芳基膦的不對稱[4+2]環(huán)加成的合成策略，利用聯(lián)苯撐和炔基二烷基膦氧化合物為模型底物，通過篩選N-雜環(huán)卡賓(NHC)配體，發(fā)現(xiàn)IBioxtBu配體在二甲苯溶劑中能高效催化，以98%的產(chǎn)率和96%ee獲得菲芳基-萘基單膦氧化物。該策略實現(xiàn)了100%原子經(jīng)濟性，一步構(gòu)建新型軸手性菲芳基-芳基膦配體，避免了傳統(tǒng)合成中的多步保護和去保護步驟。

--條件優(yōu)化--

系統(tǒng)優(yōu)化表明，NiBr2·DME/IBioxtBu/TfOH/Zn/tBuOK催化體系在120℃二甲苯中效果最佳。鋅粉作為化學(xué)計量還原劑對生成活性Ni(0)物種至關(guān)重要，錳粉也可作為替代還原劑。多種二價鎳催化劑前體篩選，也顯示出NiBr2·DME高的反應(yīng)活性。溶劑篩選顯示二甲苯優(yōu)于甲苯和二氧六環(huán)，溫度降低會導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率明顯下降。配體篩選發(fā)現(xiàn)IBioxtBu的叔丁基立體中心對高對映選擇性其關(guān)鍵作用，而柔性骨架的NHC配體(L1和L2)選擇性較差。

--底物拓展--

該催化體系展現(xiàn)出色的底物適用范圍：①單膦氧化物類型1(MOPOs type 1)：二烷基膦(3a-3d，96-98% ee)，二芳基膦(3e-3f， 95% ee)和磷酸酯(3g， 94% ee)膦酰胺(3h， 98% ee)均兼容；②單膦氧化物類型2(MOPOs type 2)：磷原子不直接連接菲核的底物(4a-4g， 87-95% ee)也能高效轉(zhuǎn)化；③雙膦氧化物(BINAPO類似物)也以優(yōu)異的收率與高達99.5% ee獲得目標產(chǎn)物；④QUINAPO類似物(6a-6u)涵蓋多種雜芳基骨架，為N，P-軸手性螯合配體提供新選擇。

--應(yīng)用研究--

克級規(guī)模反應(yīng)成功合成雙膦氧化物5b，經(jīng)簡單重結(jié)晶即可獲得>99.5% ee的光學(xué)純產(chǎn)物。還原得到的PNBP(7)和PNMP(8)新配體對比(R)-BINAP與(S)-MeO-MOP在多個不對稱催化反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異：銠催化氫化和芳基化反應(yīng)中對映選擇性都顯著提升；Pd催化烯丙基化反應(yīng)中，對苯胺類親核試劑的立體選擇性控制增強尤為明顯。SambVca分析顯示新配體具有更受限的手性空腔(PNBP的%VBur=55對比BINAP的%VBur=52)。

--機理研究--

DFT計算揭示了反應(yīng)機理：Ni(0)物種先與炔烴配位，再與聯(lián)苯撐發(fā)生氧化加成形成鎳雜環(huán)中間體，炔烴遷移插入為對映選擇性的決定步驟，最后還原消除得到目標產(chǎn)物，同時再生Ni(0)催化劑，完成催化循環(huán)。同時，非共價相互作用分析表明，P=O┄H(NHC*)氫鍵和LP-π相互作用是高手性控制的關(guān)鍵。過渡態(tài)TS2(生成S構(gòu)型產(chǎn)物)的相互作用分析能量變化(-64.4 kcal/mol)顯著優(yōu)于(-63.1 kcal/mol)，理論ee值(97%)與實驗值(96%)高度吻合。

--總結(jié)--

本研究開發(fā)了一種高效、高原子經(jīng)濟性的鎳催化軸選擇性[4+2]環(huán)加成策略，成功構(gòu)建了結(jié)構(gòu)多樣的菲芳基-芳基軸手性膦氧化合物。產(chǎn)物可輕松轉(zhuǎn)化為菲基-芳基MOP和BINAP型P(III)配體，構(gòu)成了一個新的手性配體家族。環(huán)加成構(gòu)建的菲基增強了手性空腔的限制作用，從而顯著提高了多種代表性不對稱反應(yīng)中的立體控制能力。該工作為軸手性膦配體的設(shè)計合成提供了新范式，具有重要的理論和應(yīng)用價值。

--文獻詳情--

標題：Synthesis of Axially Chiral Phenanthryl–Aryl Phosphines via Nickel-Catalyzed Atroposelective [4 + 2] Cycloaddition with Broad Ligand Applications

作者：Jia-Hao Zhao+, Zhen-Dong Guo+,TingQi+, Qiu-Xia Lu, Shufeng Chen, Jian Wang, Mei-Lin Feng, Chao Sun,* and Jialin Ming*

期刊：

Angewandte Chemie International Edition

日期：First published: 15 January 2026

鏈接：https://doi.org/10.1002/ange.202519122

--作者簡介--

明佳林，成都大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院研究員，博士生導(dǎo)師、碩士生導(dǎo)師，學(xué)科專業(yè)帶頭人。2014年本科畢業(yè)于四川大學(xué)。2014–2019年在新加坡國立大學(xué)與南洋理工大學(xué) Tamio Hayashi 課題組攻讀博士學(xué)位。主持國家自然科學(xué)基金2項及多項省部級科研項目。自2019年起開展獨立研究，聚焦芳基金屬驅(qū)動的不對稱多 C–C 鍵協(xié)同構(gòu)筑與方法學(xué)創(chuàng)新，以通訊作者在

Angewandte Chemie International Edition、Nature Communications、ACS Catalysis、Chemical Science、Organic Letters