近日，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院在碳硼烷不對(duì)稱(chēng)B-H鍵活化研究領(lǐng)域取得積極進(jìn)展。該研究利用鈀/手性磷酸協(xié)同催化策略，創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了碳硼烷對(duì)α,β-不飽和羧酸的不對(duì)稱(chēng)反Michael加成，即碳硼烷加成在了羧基的α位。

碳硼烷及其衍生物憑借其獨(dú)特的三維立體結(jié)構(gòu)，以及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、光化學(xué)、超分子與配位化學(xué)、材料化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。因此，對(duì)碳硼烷進(jìn)行選擇性官能團(tuán)化，從而得到多種功能性碳硼烷，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一，且取得了顯著進(jìn)展。然而，對(duì)于手性碳硼烷衍生物，現(xiàn)階段仍缺乏有效的不對(duì)稱(chēng)合成手段，是碳硼烷化學(xué)領(lǐng)域亟待攻克的難題。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)采用鈀/手性磷酸協(xié)同催化體系，成功實(shí)現(xiàn)了碳硼烷對(duì)α,β-不飽和羧酸的不對(duì)稱(chēng)加成反應(yīng)。與傳統(tǒng)α,β-不飽和羧酸加成反應(yīng)的產(chǎn)物構(gòu)型不同，該反應(yīng)專(zhuān)一性生成反Michael加成產(chǎn)物。DFT計(jì)算結(jié)果表明，反應(yīng)過(guò)程中形成的穩(wěn)定五元環(huán)鈀中間體，是決定產(chǎn)物構(gòu)型、促成反Michael加成產(chǎn)物生成的關(guān)鍵因素。這項(xiàng)工作對(duì)碳硼烷的不對(duì)稱(chēng)B-H鍵活化研究及反應(yīng)機(jī)理探索均具有重要的指導(dǎo)意義。

相關(guān)成果以“Palladium-catalysed asymmetric antiMichael-type addition ofα,β-unsaturated carboxylic acids with carboranes”為題發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《Nature Catalysis》上。鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院2025級(jí)博士生雷超、2024屆碩士畢業(yè)生盧雯和2023級(jí)碩士生申婷婷為論文共同第一作者。鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳學(xué)年教授、馬艷娜副研究員和魏東輝教授為論文通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、河南省自然科學(xué)基金以及鄭州大學(xué)人才學(xué)科項(xiàng)目的支持。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41929-026-01480-4

鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院在碳硼烷不對(duì)稱(chēng)B-H鍵活化研究領(lǐng)域取得積極進(jìn)展