六元（手性）飽和雜環(huán)或碳環(huán)結(jié)構(gòu)廣泛存在于藥物分子和天然產(chǎn)物中，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。芳烴催化氫化是構(gòu)建此類(lèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)最直接、高效的方法之一。然而，對(duì)于萘分子而言，兩個(gè)苯環(huán)的芳香性差異較小，要實(shí)現(xiàn)單一苯環(huán)的精準(zhǔn)可控還原，目前仍缺乏理想的策略。

成果略影

化學(xué)所分子識(shí)別與功能實(shí)驗(yàn)室范青華團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于芳香化合物選擇性催化氫化難題。2008年，該團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)非磷手性二胺金屬配合物可作為氮雜芳烴的高效不對(duì)稱氫化催化劑，并提出“抗衡陰離子導(dǎo)向”的不對(duì)稱催化氫化新機(jī)制（圖1），并在雜芳烴不對(duì)稱氫化領(lǐng)域取得了系列創(chuàng)新成果。

近期，在科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委及北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心支持下，該團(tuán)隊(duì)聚焦于更具挑戰(zhàn)性的全碳環(huán)芳烴催化氫化，分別提出“雙金屬異相-均相協(xié)同接力催化”（CCS Chem.2023, 5, 2277?2289）及“金屬催化底物-氫氣協(xié)同活化”（圖1）兩種策略（J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 5197?5211; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 36911–36919），首次實(shí)現(xiàn)萘酚、萘胺類(lèi)衍生物的高效、高對(duì)映選擇性不對(duì)稱氫化。

▲ 圖1. 芳烴不對(duì)稱氫化的催化活化新機(jī)制

在上述工作基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)采用市售且可回收的Pd/Al?O?多相催化劑，實(shí)現(xiàn)膦氧基取代萘衍生物兩個(gè)苯環(huán)的高區(qū)域選擇性氫化（圖2）。該方法可高效構(gòu)建結(jié)構(gòu)多樣化的1,2,3,4-四氫萘-1-基及5,6,7,8-四氫萘-2-基膦氧化合物，產(chǎn)率高達(dá)99%，區(qū)域選擇性>95:5 rr。尤為重要的是，研究發(fā)現(xiàn)區(qū)域選擇性由膦氧基的取代位點(diǎn)主導(dǎo)：C1位取代優(yōu)先氫化含膦氧基的官能化苯環(huán)，而C2位取代則發(fā)生反轉(zhuǎn)，優(yōu)先氫化非官能化苯環(huán)。這一現(xiàn)象揭示了取代基位置與電子效應(yīng)對(duì)反應(yīng)路徑的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，深化了對(duì)芳環(huán)選擇性氫化過(guò)程的理解。此外，團(tuán)隊(duì)通過(guò)合成新型手性P,N-配體及H8-Cy-BINAP雙膦配體，驗(yàn)證了該方法在手性含膦配體合成中的實(shí)用價(jià)值。

▲ 圖2. 膦氧基取代萘衍生物的區(qū)域選擇性氫化

該研究不僅為官能化多環(huán)芳烴的區(qū)域選擇性氫化研究提供了新思路，也為從易得芳香化合物出發(fā)，綠色、高效制備高附加值精細(xì)化學(xué)品構(gòu)建了新平臺(tái)。

相關(guān)成果近期發(fā)表于J.Am. Chem. Soc.（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c16485）。論文第一作者是博士生孟慶端，通訊作者是范青華研究員與郝偉研究員。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所