近日，我院霍浩华教授课题组在不对称金属-光催化研究领域取得新进展，相关研究成果“Enantioselective Alkyl-Acyl Radical Cross-Coupling Enabled by Metallaphotoredox Catalysis”，以Supplementary Cover的形式发表于《美国化学会志》 (J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 10999)。
自由基-自由基交叉偶联（Radical-Radical Cross-Coupling，RCC）是一种极具吸引力的碳-碳键构筑方法，适用于医药、农药、精细化学品等高附加值三维有机功能分子的创制。然而，实现RCC反应的化学选择性和对映选择性一直是一个重大的合成科学难题。传统的RCC反应存在动力学障碍，难以实现两个自由基的选择性重组，同时控制交叉选择性和对映选择性更是极具挑战。目前有限的催化策略往往需要复杂的催化剂或特定的辅助基团来实现自由基的生成和对映选择性的控制，限制了其普适性。因此，开发一种能够独立控制自由基生成和对映选择性偶联的新催化模式具有重要意义。
金属-光催化作为一种融合过渡金属催化和光氧化还原催化的新兴催化模式，不仅可以在温和条件下将常见官能团转化为自由基，还可将高活性短寿命的自由基转化为稳态的有机金属中间体而实现其高选择性催化转化。霍浩华教授课题组长期专注于这一领域的研究，前期通过创新建立“金属-卤原子接力不对称光催化”新策略，发展了系列基于单自由基交叉偶联的C(sp3)-H不对称官能团化新方法（JACS, 2024, 146, 19909; ACIE, 2023, 62, e202305889; Nat. Commun. 2023, 14, 125; JACS, 2022, 144, 8797; Nat. Commun. 2021, 12, 3536; JACS, 2020, 142, 19058; ACS Catal. 2021, 11, 13567）。最近，通过进一步揭示“双自由基不对称偶联”新机制，实现了首例惰性 C(sp3)-H 键的高效不对称烷基化反应（sp3-sp3 偶联：Nat. Catal. 2024, 7, 889）。
本研究工作是进一步探索该“双自由基不对称偶联”新机制在解决合成科学长期难题的潜力，实现了羧酸活性酯与醛的高对映选择性脱羧偶联反应。该方法使用常见的光催化剂和简单的手性镍催化剂，分别对双自由基的催化形成以及它们的不对称交叉进行精准的独立调控。这种氧化还原中性的转化无需外加氧化剂或还原剂，适用于多模式的“烷基-酰基”和“烷基-烷基”双自由基不对称交叉偶联，为 C(sp3)-C(sp2) 和 C(sp3)-C(sp3) 键的不对称构建开辟了新路径。
该研究工作在霍浩华教授指导下完成，博士后李涛完成了主要研究工作，为论文第一作者，博士生许震、黄永亮和祖维赛参与了部分研究工作。温庭斌教授和谭元植教授对金属配合物的晶体解析提出了建设性意见，魏赞斌高级工程师和田寒蕊博士对相关晶体测试提供了重要帮助，研究工作得到“催化科学”国家重点研发计划（2023YFA1507202）、国家自然科学基金面上项目（22071203、22471228）和厦门大学校长基金（20720240125）的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15275
