浙大陸展課題組CCS Chem.：“一箭三雕”—鈷催化非張力乙烯基環醚對映匯聚式開環

由于非張力環醚缺乏開環的熱力學驅動力，其不對稱開環反應長期以來是合成化學中的難題。目前，對于非張力飽和環醚的不對稱開環主要通過手性誘導和動力學拆分兩種策略實現，二者均存在一定的限制：手性誘導策略需預先制備手性環醚前體，步驟繁瑣；動力學拆分策略則受限于最高50%的理論產率。相比之下，對映匯聚的轉化策略具有顯著優勢，它能夠直接從外消旋原料出發，理論上獲得100%的產率。因此，發展非張力飽和環醚的對映匯聚式開環反應具有重要的研究意義。

然而，該反應面臨著多重挑戰：1：活性低：非張力環醚缺乏開環的熱力學驅動力；2：手性控制困難：催化劑需同時識別兩種對映異構體的原料并將其高效、匯聚地轉化為單一手性產物。

針對上述挑戰，研究團隊提出了一種通過鈷氫物種介導的βO消除實現開環，繼而進行立體匯聚式硼氫化的串聯轉化新策略。通過該策略，研究團隊首次實現了非張力飽和環醚的對映匯聚式開環反應。

圖1. 背景介紹及本文工作

該方法反應條件溫和，官能團容忍性好，能夠兼容多種給電子/吸電子取代基、甲硫基、二甲氨基、硅基、酯基等多種官能團，對各類稠環、雜環及天然產物片段也表現出良好兼容性。此外，反應不僅適用于常規的非張力（五元、六元）環醚，對高張力的（三元、四元）環醚以及中等張力的（七元）環醚也表現出良好的兼容性。研究團隊進一步通過Mitsunobu反應，實現了對產物二醇遠端羥基的選擇性官能團化，高效合成了一系列長鏈1,n-手性氨基醇，證明了該反應的實用價值。相關機理實驗表明，反應經歷了先β-O消除開環生成烯烴，隨后烯烴發生異構化和不對稱硼氫化的過程。

總結

本研究基于課題組發展的持久型OIP配體，首次實現了非張力飽和環醚的對映匯聚式開環反應。該反應不僅突破了傳統策略在原料合成繁瑣、理論產率受限等方面的瓶頸，也為各類雜環化合物的對映匯聚式開環轉化提供了新思路和可行途徑。

這一成果發表于CCS Chemistry。浙江大學化學系2023級碩士研究生熊康宇為本文的第一作者，陸展教授為通訊作者。該研究項目得到了國家重點研發計劃（2021YFA1500200）、國家自然科學基金（22525109）、浙江省自然科學基金（LDQ24B020001）、中央高校基本科研業務費、前瞻化學技術中心、土壤污染控制與安全國家重點實驗室、新疆有機硅功能材料重點實驗室，以及南京大學配位化學國家重點實驗室等項目和平臺的支持。

CCS Chem.2026,DOI: 10.31635/ccschem.026.202507003

導師介紹：

陸展，浙江大學化學系教授，博士生導師。于2003年和2008年在浙江大學化學系分別獲得學士和博士學位，隨后赴美國威斯康辛大學麥迪遜分校進行博士后研究。2012年底以特聘研究員加入浙江大學化學系，開展獨立科研工作，主要從事于基于手性配體設計的低價態鐵系金屬高選擇性催化和可見光催化反應研究。2018年底獲評教授；2025年底獲聘浙江大學求是特聘教授。在Nat. Catal, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Chem等期刊上已發表論文130余篇，被引9000余次，撰寫英文章節6章，獲授權中國發明專利20余件，部分配體已被多家公司商品化。獲國家高層次人才青年項目、國家基金委青年基金A類、B類等資助。曾任或現任中國化學、有機化學、大學化學等編委，兼任中國感光學會、中國化學會、中國化工學會等理事或專業委員會委員。

來源：浙江大學化學系