这篇Nature仅2名作者！他们合作破解170年化学难题！

来源丨武汉大学化学与分子科学学院、科研大匠

格林威治时间2023年3月30日，《自然》（Nature）杂志在线发表了武汉大学化学与分子科学学院陈才友教授的研究成果“铜催化氧亲核试剂的立体汇聚烷基化”（10.1038/s41586-023-06001-y）。文章题目为“Copper-CatalyzedEnantioconvergentAlkylation of Oxygen Nucleophiles”，

美国科学院院士Gregory C. Fu为通讯作者，陈才友教授是除通讯作者外的唯一作者。

该研究的前期研究工作由陈才友教授在美国加州理工学院完成，后期工作由陈才友教授在武汉大学完成。除该研究工作外，陈才友教授在Gregory C. Fu教授课题组从事博士后研究期间，研究成果以第一作者身份于2021年发表于Nature（CaiyouChen, Jonas C. Peters*, Gregory C. Fu*,Nature,2021,596, 250–256）。

陈才友教授简介

陈才友，武汉大学化学与分子科学学院教授，博士生导师，课题组长，2022年入选国家海外高层次人才引进计划，同年入选湖北省海外高层次人才计划。2012年本科毕业于武汉大学，2017年博士毕业于武汉大学，师从张绪穆教授。2017-2022年，在美国加州理工学院从事博士后研究，师从美国科学院院士Gregory C. Fu和Jonas C. Peters。2022年7月加入武汉大学开展独立研究工作，课题组的研究方向廉价金属和稀土金属的不对称光催化、手性催化剂开发、药物绿色合成、反应机理研究和DFT理论计算等。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.等杂志上发表论文18篇，共发表论文30余篇，同时发表5篇授权专利，其发展的基于二茂铁的手性双膦配体以武汉大学冠名为Wudaphos。2017年，受邀参加第67届德国Lindau诺贝尔奖获得者大会；2022年，受邀参加第四届“世界顶尖科学家大会”。曾荣获2017年度“武汉大学十大学术之星”称号。

C-O键广泛地存在于包括药物、生物活性分子和材料分子等有机化合物中，因而C-O键的高效构建在有机合成中极为重要。在药物合成中，杂原子的烷/芳基化是使用率最高的反应，而C-O键的构建在杂原子的烷/芳基化中使用的频率最高，其出现的频次约占被报道的研究工作的9%-21%。最为高效的构建C-O键的方法之一是氧亲核试剂的烷基化反应（Williamson反应）。Williamson醚合成法于1850年首次报道，是目前应用最广泛的氧亲核试剂烷基化方法，然而，Williamson反应有很大的局限性，不能适用于二级以上的亲电试剂等含有大位阻的反应底物，同时也不能用于手性C-O键的构建。不对称Williamson反应非常具有挑战性，目前没有相关报道。

Cu/噁唑啉催化的立体汇聚C-O成键反应

陈才友/Gregory C. Fu教授通过引入Cu/手性噁唑啉催化剂，成功实现了alpha-卤代二级酰胺与一系列的氧亲核试剂（广泛的酚、醇等）的不对称C-O成键反应。此外，该催化体系除了能实现不对称C-O成键反应外，还能高效实现不对称C-N成键反应，其中包括挑战性的苯胺和未保护的烷基胺与烷基亲电试剂的C-N成键反应。该体系能用于合成广泛的手性烷基醚和胺类化合物，其中包括直接合成IMPDH抑制剂和手性除草剂萘普草。

反应动力学、电子顺磁共振、DFT计算等机理研究表明，手性C-O及C-N键的构建涉及Cu(III)机制，其中经历自由基历程。此外，反应可能经历另一种涉及氮丙啶酮中间体的途径，该途径可以解释外消旋的背景反应和不对称催化反应的反应速率相当时为何催化体系仍然能取得优异的对映选择性。

该体系由于能同时实现挑战性的不对称C-O和C-N键的构建，并且使用廉价的丰产金属Cu和可商业获得的手性噁唑啉配体为催化剂，将为手性胺类和醚类化合物的高效合成打开快速发展的大门。

陈才友课题组招聘

课题组长期招募优秀的博士后研究员、博士及硕士研究生和研究助理，享受武汉大学相关福利政策，待遇非常优厚。课题组每年有足够博士及硕士研究生招生指标与学校重点资助博士后指标，欢迎对不对称光催化、手性催化剂开发、稀土催化等有浓厚兴趣的有志青年加入我们的研究小组。

博士后待遇按照科研背景和研究计划进行评定，年薪25-40万，特别优秀的待遇可以进一步协商，享受武汉大学博士后福利待遇（博士后公寓、公费医疗、子女入学、住房公积金等）。可申请武汉大学“卓越博士后计划”（年薪40万）、“重点博后资助计划”（课题组有两个名额）以及国家层次的博士后创新人才支持计划。

研究助理工资 4000-8000 元/月，特别优秀的待遇可以进一步协商。

代表性论文

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.

原文链接：

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

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这篇Nature仅2名作者！他们合作破解170年化学难题！

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