史炳锋教授课题组 Acc. Chem. Res.：过渡金属催化不对称碳氢键官能团化合成轴手性化合物
轴手性化合物在现代有机化学中占据重要地位，其独特的立体化学特征使其在药物、材料科学以及不对称催化等领域发挥关键作用。例如，轴手性化合物广泛存在于天然产物和药物中，如糖肽抗生素万古霉素。同时，轴手性化合物也是手性配体和催化剂的重要骨架，例如BINOL和BINAP等。
浙江大学史炳锋教授课题组长期致力于过渡金属催化的不对称碳氢键活化研究。近年来，课题组发展了多种对映选择性合成策略，以高效构建轴手性化合物，其研究成果在Accounts of Chemical Research杂志上发表，全面总结了相关研究成果。
自2017年以来，课题组基于钯、钴等过渡金属开发了多种催化体系，用于合成结构多样的轴手性化合物，具体如下：
Pd (II)/Tle 催化：利用瞬态手性辅基策略，以廉价易得的叔亮氨酸（Tle）为手性配体，通过不对称烯基化、炔基化、烯丙基化、萘基化等反应，实现了一系列轴手性醛的高效构建。该策略被应用于天然产物 (-)-Steganone、(+)-isoschizandrin 和 TAN-1085 的不对称合成，以及新型手性醛催化剂的高效制备。
Pd (II)/CPA 催化体系：鉴于 Pd (II)/Tle 催化体系依赖于醛和亚胺的可逆平衡，反应底物类型局限于醛，为克服底物类型的局限，课题组开发了Pd(II)/手性磷酸（CPA）催化体系。该体系可兼容氮杂环、胺基、硫醚和酚羟基等官能团导向，实现了官能团范围更加广泛的轴手性化合物的构建。此外，该体系在轴手性烯烃的合成方面也取得进展，能够制备出极具挑战的三取代或四取代轴手性烯烃。
Pd (II)/pGlu 催化体系：12.相较于轴手性联芳，轴手性苯乙烯和酰基苯胺，由于具有更高的旋转自由度，且形成的金属中间体构象更加复杂，其不对称合成更具挑战性。针对这一挑战，该课题组进一步发展了Pd(II)/手性焦谷氨酸（pGlu）催化体系，实现了轴手性苯乙烯和酰基苯胺类化合物的合成。
Pd (0)/NBE/BiIM 协同催化体系：以上策略均为基于（动态）动力学或者去对称化，通过不对称碳氢键活化，锁定阻转轴，实现轴手性化合物的不对称合成。最近，他们成功的将手性二氮配体 BiIM（N,N'-双芳基双咪唑啉）应用于非手性降冰片烯介导的不对称Catellani 反应，高效构建 C-N 轴手性化合物，为合成轴手性化合物提供了新方法。
钴催化不对称碳氢键官能团化构建轴手性化合物
2022年，该课题组发展了新型水杨基噁唑啉(Salox)配体，建立了Co(II)/Salox催化体系，解决了金属钴价态和配位模式多变的难题，实现了对六配位正八面体手性Co(III)配合物的精准调控，开发了一系列钴催化不对称碳氢键活化反应（Acc. Chem. Res. 2025, 58, 971）。该Co(II)/Salox催化体系同样适用于轴手性的高效构建，利用该体系，该课题组实现了系列具有挑战性的双重轴手性化合物的一步构建，如具有相邻 C-C 和 C-N轴的阻转异构体、具有C-N 双轴的阻转异构体以及同时具有固有和轴手性的手性杯 [4] 芳烃等。
综上，史炳锋课题组通过发展系列过渡金属催化的不对称碳氢键活化新体系和新方法，实现了轴手性化合物的高效不对称合成。
本文通讯作者是浙江大学史炳锋教授，第一作者为课题组2018级博士廖港（现为中南大学芙蓉实验室特聘教授）。
论文链接：
Synthesis of Axially Chiral Compounds via Transition Metal-Catalyzed Atroposelective C−H Functionalization
Liao, G.; Shi, B.-F.*
Acc. Chem. Res. 2025, DOI: 10.1021/acs.accounts.5c00173
作者简介：
史炳锋，浙江大学求是特聘教授，博士生导师，国家杰出青年基金和国家优秀青年基金获得者，教育部青年长江学者。主要从事惰性碳氢键的精准催化转化、不对称催化及天然产物和药物活性分子的合成研究。以通讯作者在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res., Chem., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc.等发表科研论文190余篇，受邀撰写英文书12章节。曾获中国化学会青年手性化学奖、浙江大学沈善洪杰出青年学者奖、药明康德生命化学研究奖，日本化学会Distinguished Lectureship Award, Thieme Chemistry Journal Award，Gordon Research Conference主席奖，罗氏化学创新奖和明治乳业生命科学奖等奖励，现任美国化学会The Journal of Organic Chemistry副主编和多个期刊编委。
史炳锋课题组主页：https://person.zju.edu.cn/bfshi
文字：史炳锋教授课题组
编辑：黄珍珍、邹尔纯
审核：林旭锋