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來源丨武漢大學化學與分子科學學院、科研大匠

格林威治時間2023年3月30日，《自然》（Nature）雜志在線發表了武漢大學化學與分子科學學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”，

美國科學院院士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院完成，后期工作由陳才友教授在武漢大學完成。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，武漢大學化學與分子科學學院教授，博士生導師，課題組長，2022年入選國家海外高層次人才引進計劃，同年入選湖北省海外高層次人才計劃。2012年本科畢業于武漢大學，2017年博士畢業于武漢大學，師從張緒穆教授。2017-2022年，在美國加州理工學院從事博士后研究，師從美國科學院院士Gregory C. Fu和Jonas C. Peters。2022年7月加入武漢大學開展獨立研究工作，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、藥物綠色合成、反應機理研究和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.等雜志上發表論文18篇，共發表論文30余篇，同時發表5篇授權專利，其發展的基于二茂鐵的手性雙膦配體以武漢大學冠名為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“世界頂尖科學家大會”。曾榮獲2017年度“武漢大學十大學術之星”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化合物中，因而C-O鍵的高效構建在有機合成中極為重要。在藥物合成中，雜原子的烷/芳基化是使用率最高的反應，而C-O鍵的構建在雜原子的烷/芳基化中使用的頻率最高，其出現的頻次約占被報道的研究工作的9%-21%。最為高效的構建C-O鍵的方法之一是氧親核試劑的烷基化反應（Williamson反應）。Williamson醚合成法于1850年首次報道，是目前應用最廣泛的氧親核試劑烷基化方法，然而，Williamson反應有很大的局限性，不能適用于二級以上的親電試劑等含有大位阻的反應底物，同時也不能用于手性C-O鍵的構建。不對稱Williamson反應非常具有挑戰性，目前沒有相關報道。

Cu/噁唑啉催化的立體匯聚C-O成鍵反應

陳才友/Gregory C. Fu教授通過引入Cu/手性噁唑啉催化劑，成功實現了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。此外，該催化體系除了能實現不對稱C-O成鍵反應外，還能高效實現不對稱C-N成鍵反應，其中包括挑戰性的苯胺和未保護的烷基胺與烷基親電試劑的C-N成鍵反應。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。

反應動力學、電子順磁共振、DFT計算等機理研究表明，手性C-O及C-N鍵的構建涉及Cu(III)機制，其中經歷自由基歷程。此外，反應可能經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和不對稱催化反應的反應速率相當時為何催化體系仍然能取得優異的對映選擇性。

該體系由于能同時實現挑戰性的不對稱C-O和C-N鍵的構建，并且使用廉價的豐產金屬Cu和可商業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展的大門。

陳才友課題組招聘

? ? ? ?課題組長期招募優秀的博士后研究員、博士及碩士研究生和研究助理，享受武漢大學相關福利政策，待遇非常優厚。課題組每年有足夠博士及碩士研究生招生指標與學校重點資助博士后指標，歡迎對不對稱光催化、手性催化劑開發、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行評定，年薪25-40萬，特別優秀的待遇可以進一步協商，享受武漢大學博士后福利待遇（博士后公寓、公費醫療、子女入學、住房公積金等）。可申請武漢大學“卓越博士后計劃”（年薪40萬）、“重點博后資助計劃”（課題組有兩個名額）以及國家層次的博士后創新人才支持計劃。

???????研究助理工資 4000-8000?元/月，特別優秀的待遇可以進一步協商。

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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