中科院上海有機所劉國生團隊在《科學》發文

　　中科院上海有機化學研究所劉國生團隊通過發展金屬催化的自由基接力新策略，成功地實現了銅催化芐位碳氫鍵的不對稱氰化反應，以最短的路線合成了手性腈類化合物。今天，這一重大突破性研究成果在線發表于國際權威學術雜志《科學》。

　　腈類化合物是一類非常重要的有機中間體，可以轉化為相應的胺類、以及羧酸等化合物，被廣泛地應用于醫藥、農藥和材料等領域。因此，如何高效地合成這類化合物吸引國際上有機化學科學家極大關注，尤其是發展新型的不對稱轉化來制備光學純腈類化合物一直是有機化學中的重要課題。

　　據劉國生研究員介紹，“碳氫鍵活化是有機化學中的圣杯，通過烷烴的碳氫鍵直接官能化是有機合成中最為直接高效的新方法”，但他表示這具有很大的挑戰性，其中碳氫鍵的直接不對稱官能化反應則更困難。”

　　為此，劉國生團隊一直致力于自由基化學的選擇性控制方面的研究。研究人員提出將反應中的碳自由基中間體轉化為金屬有機物種來實現選擇性控制的策略，以此來解決烷烴的C-H鍵不對稱直接官能化的難點問題。他們通過發展金屬催化/自由基接力的新策略，利用原位形成的高活性的自由基來攫取芐位的氫，在溫和條件下生成的芐位自由基，再與手性噁唑啉/銅氰絡合物高立體選擇性地結合形成高活性的有機金屬銅中間體，繼而實現了碳自由基的不對稱控制，成功地發展了芐位碳氫鍵的不對稱氰化反應，無需鄰位定位基團的參與就可以實現從芐位碳氫鍵到手性芳基乙腈的直接高效轉化。

　　劉國生表示，該反應具有廣譜的官能團兼容性，和出色的化學、區域和立體選擇性，可以最短的路線、高效地制備了各種光學純腈類化合物。

　　據悉，該工作是劉國生團隊通過與美國威斯康辛大學麥迪遜分校的Stahl教授共同合作完成的。

　　中科院院士、上海有機所所長丁奎嶺高度評價這一工作：因為現有的碳氫官能團化方法，大多需要在反應原料中預置導向基團，以克服熵不利因素，新方法結合了自由基化學的高活性和金屬催化的高選擇性，在沒有任何導向基團輔助條件下，成功地解決了烷烴碳氫鍵的不對稱腈化反應，因此充分體現了方法的獨特性、精準性和廣譜性。這一策略為后期進一步研究烷烴的不對稱官能化反應開辟了一個新的途徑。

　　劉國生研究員，2008年入選中科院“百人計劃”，2012年獲得“國家杰出青年基金”資助。主要在金屬有機化學領域開展系統性研究工作，利用金屬有機化學的基本知識、基于烯烴的氧化雙官能化為載體，進行金屬催化的直接氟化反應和自由基化學的選擇性控制等方面的研究。

　　該項研究工作得到國家自然科學委杰出青年基金和重點項目、中科院、科技部、上海市科委、上海有機所和金屬有機國家重點實驗室的經費支持。