中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室王晓明课题组致力于研究多金属物种参与的反应体系，包括通过金属间电子传递、基团转移实现挑战性的转化过程和探究内在规律、仿酶的双多核金属催化剂的开发和金属物种的现场簇集和催化等。近日，在该课题组已经取得一定进展的双（多）核金属催化的工作基础上（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 11799; ACS Catal. 2021, 11, 13696; Nat. Commun. 2021, 12, 3813; ACS Cent. Sci. 2022, 8, 581; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 10.1002/anie.202307973），他们与合作者开发了一类结构明确的手性双核铜络合物，并首次实现了双核铜催化的(动态)动力学拆分的不对称炔丙基取代反应。通过与蓝宇教授课题组合作，提出了双核铜中两个铜核在与乙炔基和亚丙二烯基配体配位时的双功能作用(Chem. 2023, 10.1016/j.chempr.2023.09.006）。

铜催化的不对称炔丙基取代反应能够高效构建手性的炔丙基化合物，在不对称催化中占有重要地位。自van Maarseveen和Nishibayashi等在 2008 年首次报道铜催化的不对称炔丙基胺化反应以来，该领域取得了快速的发展。通常情况下，铜盐和手性配体现场制备铜络合物作为催化剂。该领域中长期以来存在一个假设，就是现场生成了双核的铜中间体，并且它们是反应的活性催化物种。这与一些研究工作中观察到明显的非线性效应相一致，一些原位组装的双核铜物种也确实被分离鉴定。然而，迄今为止，没有结构稳定的双核铜催化的不对称炔丙基取代反应的报道，双核铜催化的机制，依旧是一个未解之谜。

近日，王晓明课题组与合作者开发了基于手性苯并[c]噌啉双噁唑啉配体的双核铜络合物，两个铜原子被配体中的四个氮原子配位并“包裹”在配体的中心。该类型络合物在多类亲核试剂参与的不对称炔丙基取代反应中表现优异，并首次实现了铜催化的高对映选择性的炔丙醇衍生物的动力学拆分。该催化体系对于多种伯胺、仲胺和碳/氧亲核试剂，以及芳香和脂肪族炔丙酯底物，均能适用。此外，反应对于季碳炔丙酯底物和环状炔丙酯底物也能够兼容，从而有效地构建了含季碳手性中心的炔丙基化产物。实验研究和DFT理论计算表明，双核铜结构在催化过程中保持完整，并提出了双核铜中两个铜核在与乙炔基和亚丙二烯基配体配位时的双功能作用。双核铜中一个铜与炔基形成 键，另一个铜与炔烃存在 相互作用，这种不对称配位模式是影响炔丙酯衍生物动力学拆分的关键因素。

图1 手性双核铜络合物催化的不对称炔丙基取代反应

该工作得到科技部、自然科学基金委、上海有机所以及金属有机化学国家重点实验室的大力资助。