浙大陆展课题组CCS Chem.：“一箭三雕”—钴催化非张力乙烯基环醚对映汇聚 ...

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由于非张力环醚缺乏开环的热力学驱动力，其不对称开环反应长期以来是合成化学中的难题。目前，对于非张力饱和环醚的不对称开环主要通过手性诱导和动力学拆分两种策略实现，二者均存在一定的限制：手性诱导策略需预先制备手性环醚前体，步骤繁琐；动力学拆分策略则受限于最高50%的理论产率。相比之下，对映汇聚的转化策略具有显著优势，它能够直接从外消旋原料出发，理论上获得100%的产率。因此，发展非张力饱和环醚的对映汇聚式开环反应具有重要的研究意义。
$ g) j5 ]: j0 J* T  k' m5 b然而，该反应面临着多重挑战：1：活性低：非张力环醚缺乏开环的热力学驱动力；2：手性控制困难：催化剂需同时识别两种对映异构体的原料并将其高效、汇聚地转化为单一手性产物。
/ E# w+ a, k' Q3 g! I9 ^针对上述挑战，研究团队提出了一种通过钴氢物种介导的βO消除实现开环，继而进行立体汇聚式硼氢化的串联转化新策略。通过该策略，研究团队首次实现了非张力饱和环醚的对映汇聚式开环反应。

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图1. 背景介绍及本文工作
, ]; p; S* e' Y1 ~& g该方法反应条件温和，官能团容忍性好，能够兼容多种给电子/吸电子取代基、甲硫基、二甲氨基、硅基、酯基等多种官能团，对各类稠环、杂环及天然产物片段也表现出良好兼容性。此外，反应不仅适用于常规的非张力（五元、六元）环醚，对高张力的（三元、四元）环醚以及中等张力的（七元）环醚也表现出良好的兼容性。研究团队进一步通过Mitsunobu反应，实现了对产物二醇远端羟基的选择性官能团化，高效合成了一系列长链1,n-手性氨基醇，证明了该反应的实用价值。相关机理实验表明，反应经历了先β-O消除开环生成烯烃，随后烯烃发生异构化和不对称硼氢化的过程。
总结
本研究基于课题组发展的持久型OIP配体，首次实现了非张力饱和环醚的对映汇聚式开环反应。该反应不仅突破了传统策略在原料合成繁琐、理论产率受限等方面的瓶颈，也为各类杂环化合物的对映汇聚式开环转化提供了新思路和可行途径。
3 Z$ v9 e( w3 R8 |( o# R- L( E3 I这一成果发表于CCS Chemistry。浙江大学化学系2023级硕士研究生熊康宇为本文的第一作者，陆展教授为通讯作者。该研究项目得到了国家重点研发计划（2021YFA1500200）、国家自然科学基金（22525109）、浙江省自然科学基金（LDQ24B020001）、中央高校基本科研业务费、前瞻化学技术中心、土壤污染控制与安全国家重点实验室、新疆有机硅功能材料重点实验室，以及南京大学配位化学国家重点实验室等项目和平台的支持。
% [! j4 G. b3 x+ p+ xCCS Chem.2026,DOI: 10.31635/ccschem.026.202507003
  x3 e8 R' m# a$ F6 T& R( Q8 k2 m& C导师介绍：
1 x$ `0 ^- d0 ~; a  e* q+ H/ j陆展，浙江大学化学系教授，博士生导师。于2003年和2008年在浙江大学化学系分别获得学士和博士学位，随后赴美国威斯康辛大学麦迪逊分校进行博士后研究。2012年底以特聘研究员加入浙江大学化学系，开展独立科研工作，主要从事于基于手性配体设计的低价态铁系金属高选择性催化和可见光催化反应研究。2018年底获评教授；2025年底获聘浙江大学求是特聘教授。在Nat. Catal, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Chem等期刊上已发表论文130余篇，被引9000余次，撰写英文章节6章，获授权中国发明专利20余件，部分配体已被多家公司商品化。获国家高层次人才青年项目、国家基金委青年基金A类、B类等资助。曾任或现任中国化学、有机化学、大学化学等编委，兼任中国感光学会、中国化学会、中国化工学会等理事或专业委员会委员。
来源：浙江大学化学系