格林威治時間 2023 年 3 月 30 日，《自然》（Nature）雜志在線發(fā)表了武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院陳才友教授的研究成果 " 銅催化氧親核試劑的立體匯聚烷基化 "（10.1038/s41586-023-06001-y）。文章題目為 "Copper-CatalyzedEnantioconvergentAlkylation of Oxygen Nucleophiles"，

(資料圖片僅供參考)

美國科學(xué)院院士 Gregory C. Fu 為通訊作者，陳才友教授是除通訊作者外的唯一作者。

該研究的前期研究工作由陳才友教授在美國加州理工學(xué)院完成，后期工作由陳才友教授在武漢大學(xué)完成。除該研究工作外，陳才友教授在 Gregory C. Fu 教授課題組從事博士后研究期間，研究成果以第一作者身份于 2021 年發(fā)表于 Nature（CaiyouChen, Jonas C. Peters*, Gregory C. Fu*,Nature,2021,596, 250 – 256）。

陳才友教授簡介

陳才友，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，課題組長，2022 年入選國家海外高層次人才引進(jìn)計劃，同年入選湖北省海外高層次人才計劃。2012 年本科畢業(yè)于武漢大學(xué)，2017 年博士畢業(yè)于武漢大學(xué)，師從張緒穆教授。2017-2022 年，在美國加州理工學(xué)院從事博士后研究，師從美國科學(xué)院院士 Gregory C. Fu 和 Jonas C. Peters。2022 年 7 月加入武漢大學(xué)開展獨(dú)立研究工作，課題組的研究方向廉價金屬和稀土金屬的不對稱光催化、手性催化劑開發(fā)、藥物綠色合成、反應(yīng)機(jī)理研究和 DFT 理論計算等。迄今以第一作者（含共同第一作者）身份在Nature ( 2 篇 ) ; J. Am. Chem. Soc.;Angew. Chem. Int. Ed.; Acc. Chem. Res.; Chem. Sci. 等雜志上發(fā)表論文18 篇，共發(fā)表論文 30 余篇，同時發(fā)表 5 篇授權(quán)專利，其發(fā)展的基于二茂鐵的手性雙膦配體以武漢大學(xué)冠名為 Wudaphos。2017 年，受邀參加第 67 屆德國 Lindau 諾貝爾獎獲得者大會；2022 年，受邀參加第四屆 " 世界頂尖科學(xué)家大會 "。曾榮獲2017 年度 " 武漢大學(xué)十大學(xué)術(shù)之星 " 稱號。

C-O 鍵廣泛地存在于包括藥物、生物活性分子和材料分子等有機(jī)化合物中，因而 C-O 鍵的高效構(gòu)建在有機(jī)合成中極為重要。在藥物合成中，雜原子的烷 / 芳基化是使用率最高的反應(yīng)，而 C-O 鍵的構(gòu)建在雜原子的烷 / 芳基化中使用的頻率最高，其出現(xiàn)的頻次約占被報道的研究工作的 9%-21%。最為高效的構(gòu)建 C-O 鍵的方法之一是氧親核試劑的烷基化反應(yīng)（Williamson 反應(yīng)）。Williamson 醚合成法于1850 年首次報道，是目前應(yīng)用最廣泛的氧親核試劑烷基化方法，然而，Williamson 反應(yīng)有很大的局限性，不能適用于二級以上的親電試劑等含有大位阻的反應(yīng)底物，同時也不能用于手性 C-O 鍵的構(gòu)建。不對稱 Williamson 反應(yīng)非常具有挑戰(zhàn)性，目前沒有相關(guān)報道。

Cu/ 噁唑啉催化的立體匯聚 C-O 成鍵反應(yīng)

陳才友 /Gregory C. Fu 教授通過引入 Cu/ 手性噁唑啉催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了 alpha- 鹵代二級酰胺與一系列的氧親核試劑（廣泛的酚、醇等）的不對稱 C-O 成鍵反應(yīng)。此外，該催化體系除了能實(shí)現(xiàn)不對稱 C-O 成鍵反應(yīng)外，還能高效實(shí)現(xiàn)不對稱 C-N 成鍵反應(yīng)，其中包括挑戰(zhàn)性的苯胺和未保護(hù)的烷基胺與烷基親電試劑的 C-N 成鍵反應(yīng)。該體系能用于合成廣泛的手性烷基醚和胺類化合物，其中包括直接合成 IMPDH 抑制劑和手性除草劑萘普草。

反應(yīng)動力學(xué)、電子順磁共振、DFT 計算等機(jī)理研究表明，手性 C-O 及 C-N 鍵的構(gòu)建涉及 Cu ( III ) 機(jī)制，其中經(jīng)歷自由基歷程。此外，反應(yīng)可能經(jīng)歷另一種涉及氮丙啶酮中間體的途徑，該途徑可以解釋外消旋的背景反應(yīng)和不對稱催化反應(yīng)的反應(yīng)速率相當(dāng)時為何催化體系仍然能取得優(yōu)異的對映選擇性。

該體系由于能同時實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)性的不對稱 C-O 和 C-N 鍵的構(gòu)建，并且使用廉價的豐產(chǎn)金屬 Cu 和可商業(yè)獲得的手性噁唑啉配體為催化劑，將為手性胺類和醚類化合物的高效合成打開快速發(fā)展的大門。

陳才友課題組招聘

課題組長期招募優(yōu)秀的博士后研究員、博士及碩士研究生和研究助理，享受武漢大學(xué)相關(guān)福利政策，待遇非常優(yōu)厚。課題組每年有足夠博士及碩士研究生招生指標(biāo)與學(xué)校重點(diǎn)資助博士后指標(biāo)，歡迎對不對稱光催化、手性催化劑開發(fā)、稀土催化等有濃厚興趣的有志青年加入我們的研究小組。

博士后待遇按照科研背景和研究計劃進(jìn)行評定，年薪 25-40 萬，特別優(yōu)秀的待遇可以進(jìn)一步協(xié)商，享受武漢大學(xué)博士后福利待遇（博士后公寓、公費(fèi)醫(yī)療、子女入學(xué)、住房公積金等）?？缮暾埼錆h大學(xué) " 卓越博士后計劃 "（年薪 40 萬）、" 重點(diǎn)博后資助計劃 "（課題組有兩個名額）以及國家層次的博士后創(chuàng)新人才支持計劃。

研究助理工資 4000-8000 元 / 月，特別優(yōu)秀的待遇可以進(jìn)一步協(xié)商。

代表性論文

1. Caiyou Chen, Gregory C. Fu*. Copper-catalyzed enantioconvergent alkylation of oxygen nucleophiles. Nature, 2023, 2022-09-14110A, accepted.

2. Caiyou Chen, Jonas C. Peters*, Gregory C. Fu*. Photoinduced Cu-catalysed asymmetric amidation via ligand cooperativity. Nature, 2021, 596, 250 – 256.

3. Caiyou Chen, Zhefan Zhang, Shicheng Jin, Xiangru Fan, Mingyu Geng, Songwei Wen, Yan Zhou, Xinrui Wang, Lung Wa Chung*, Xiu-Qin Dong* and Xumu Zhang*. Enzyme inspired chiral SPO ligand with dual noncovalent interactions for asymmetric hydrogenation. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 6808-6812.

4. Caiyou Chen, Shicheng Jin, Zhefan Zhang, Biao Wei, Heng Wang, Kai Zhang, Hui Lv*, Xiu-Qin Dong*, and Xumu Zhang*. Rhodium/Yanphos-Catalyzed Asymmetric Interrupted Intramolecular Hydroaminomethylation of Trans-1, 2-disubstituted Alkenes. J. Am. Chem. Soc, 2016, 138, 9017-9020. （Highlighted by JACS Spotlights, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9325 9326）

5. Caiyou Chen, Heng Wang, Zhefan Zhang, Shicheng Jin, Songwei Wen, Jianjian Ji, Lung Wa Chung, Xiu-Qin Dong* and Xumu Zhang*. Ferrocenyl chiral bisphosphorus ligands for highly enantioselective asymmetric hydrogenation via the noncovalent ion pair interaction. Chem. Sci., 2016, 7, 6669-6673. ( Highlighted in synfacts ) .

6. Qingyang Zhao,#* Caiyou Chen# ( Co-first author ) , Jialin Wen, Xiu-Qin Dong,* and Xumu Zhang*, Noncovalent interaction-assisted ferrocenyl phosphine ligands in asymmetric catalysis, Acc. Chem. Res. 2020, 53, 1905 1921.

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06001-y

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