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第一作者：Ye-Wei Chen, Yehao Qiu

通讯作者：何智涛，John F. Hartwig

通讯单位：中国科学院上海有机化学研究所，加州大学伯克利分校

论文速览

对未受约束的 C(sp³)-C(sp³)键进行催化不对称官能化是立体选择性编辑分子结构的一种有前途的策略，但这种反应很少见。现有的C-C键催化官能化方法通常涉及应变结构中的C-C键。

本论文报道了一种在烯丙基C(sp³)-C(sp³)键中实现不对称官能化的策略，这一策略对于立体选择性地编辑分子结构具有重要意义。研究团队建立了动力学分辨率（KR）和动态动力学不对称转化（DYKAT）的协议，以在反应物中的C(sp³)-C(sp³)键位置构建新的C-C键。

研究表明，即使在未受约束的C-C键中也能实现不对称官能化，且烷基C-C键可以作为离去基团，而非稳定的产品，在不对称烯丙基取代反应中发挥作用。通过机理实验和密度泛函理论计算揭示了通过二烯形成实现消旋化的过程，从而使该过程作为动态动力学不对称转化发生。

图文导读

图1：在张力底物中的不对称C(sp³)-C(sp³)键活化的背景，已知的不对称烯丙基取代反应模型。

图2：KR^a实现的不对称烯丙基C(sp³)-C(sp³)键烷基化的范围，包括不同底物的转化率和对映体选择性。

图3：DYKAT实现的不对称烯丙基C(sp³)-C(sp³)键烷基化的范围和应用，包括不同底物的转化率和对映体选择性。

图4：DYKAT过程的实验机理研究，包括初始速率比较、反应剖面、动力学顺序。

图5：在DYKAT条件下，1b和2i之间的反应的DFT计算。

总结展望

本研究成功开发了一种新颖的催化不对称官能化方法，用于未受约束的 C(sp³)-C(sp³)键，为合成含有手性中心的有机分子提供了新的途径。通过KR和DYKAT两种策略，实现了在通常稳定的C-C键处构建新的C-C键，这在有机合成中具有重要的应用前景。

研究还通过机理实验和理论计算深入理解了反应过程，为未来设计新型催化剂和优化反应条件提供了理论基础。预期这一催化体系将启发更多针对普遍存在但通常惰性的C(sp³)-C(sp³)键的立体选择性修饰策略，从而拓展有机分子转化为手性分子的范围。

文献信息

标题：Intermolecular asymmetric functionalization of unstrained C(sp³)–C(sp³) bonds in allylic substitution reactions

期刊：Nature Synthesis

DOI：10.1038/s44160-024-00555-z