近日，华中师范大学徐浩教授课题组在手性螺烯分子的汇聚式不对称合成领域取得重要研究进展，发展了一种铜催化对映选择性[3+2]环化/酸促进芳构化的呋喃环扩展策略，实现了简单易得的炔丙醇酯类化合物向手性螺旋分子的转化，为具有光电材料潜力的复杂分子的快速合成与后期结构修饰提供了新的方法学工具。

通过与西湖大学王盼教授合作，验证了所构建的螺烯分子具有良好的光物理和手性光学性质，表明该类分子在材料化学等领域具有潜在的应用价值。相关研究成果以“Enantioselective Convergent Synthesis of Heterohelicenes via Copper-Catalyzed Propargylic Annulation/Acid-Promoted Aromatization”为题发表。AC米兰中文官方网站博士研究生黄荣康、方婷与西湖大学博士研究生胡威为论文的共同第一作者。华中师范大学徐浩教授和西湖大学王盼教授为通讯作者。

螺旋烯是一类具有螺旋手性结构的稠合多环芳烃，因其独特的螺旋手性性质在不对称催化、分子识别和功能材料中的得到广泛应用而受到科学家的关注。将杂原子结合到螺旋烯分子中可以进一步调节电子结构和光物理性质，使杂螺旋烯成为先进光电材料的优势分子骨架。尽管相关研究已取得一定进展，然而杂螺烯、尤其是双杂螺烯的对映选择性合成仍然十分匮乏。与经典的六元螺烯分子相比，含五元杂环螺旋分子的螺旋末端芳环的距离加大，末端芳环的重叠程度减少导致产物结构稳定性降低，立体选择性控制难度也随之增加。因此，结构稳定的双杂螺烯的催化不对称合成依旧是长期存在的合成挑战。

针对这一问题，徐浩教授课题组报道了新颖的铜催化炔丙基不对称环化/酸促进芳构化反应，通过呋喃环扩展策略实现了氧杂[5]螺烯、氮杂[5]螺烯和双杂[6]螺烯的汇聚式不对称合成。该方法具有条件温和、底物适用性广、对映选择性优异以及便于后官能化的优势，可用于获得具有潜在光学应用的螺旋烯衍生物。此外，该研究首次在螺旋手性分子合成中引入亚丙二烯基铜中间体，为杂螺烯合成提供了一条汇聚式路线，并拓展了铜催化炔丙基环化反应在螺旋手性骨架构建中的合成潜力。

图1.基于铜催化分子间环加成反应汇聚式合成手性杂螺烯

徐浩教授课题组长期从事应用不对称催化反应方法学研究，绿色可持续有机电化学合成，天然产物和药物分子的高效合成。近年来，该团队围绕催化铜催化不对称合成方法学持续开展系统研究，发展了一系列具有特色的铜催化不对称取代和环化反应。相关研究成果发表于J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.、ACS Catal.等国际知名期刊，为铜催化不对称合成策略应用于复杂手性分子的构建开辟了全新思路。

该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、光能利用与减污降碳教育部工程研究中心的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acscatal.6c03761

课题组主页：http://www.xu-chemlab.com/