未來網高校頻道8月18日訊（記者 楊子健 通訊員 雷水清）華僑大學材料學院高利柱課題組近日在手性四元環分子構建方面取得重要研究進展，相關成果以「Catalytic Enantioselective [2+2] Cycloaddition of alpha-Halo Acroleins: Construction of Cyclobutanes Containing Two Tetrasubstituted Stereocenters」為題，發表在國際期刊Angewandte Chemie。
Angewandte Chemie (德國應用化學)是Wiley出版社旗艦刊物，是目前國際化學領域最具影響力的綜合性刊物之一。
環丁烷結構單元廣泛存在於具有生理活性的分子和天然產物中，其也可作為原料進行多種化學轉化，是有機反應中的一類重要合成砌塊。由於具有較大的環張力，手性環丁烷化合物的合成具有挑戰性，尤其是帶有季碳中心的環丁烷的手性合成很少有文獻報導。[2+2]環化反應是合成四元環的主要途徑，目前存在以下難題：1.由於過渡態中涉及到正負離子偶極體或者自由基，因此反應的非對映選擇性難以控制。目前研究集中於對稱的反應底物來避免這一難題，但此類反應的產物不具備季碳手性中心。2.由於環張力較大而難以合成，目前研究所採用的反應底物局限於高反應活性的烯烴。基於目前研究，課題組發展了一種高效催化體系，首次實現了路易斯酸催化的非對稱反應底物的高選擇性[2+2]環化反應，並且反應活性較弱的烯烴也適用於此催化體系。反應過程中，由於受到分子間pi-pi作用力的吸引，以及部分順式產物向反式產物的轉化，反應的非對映選擇性得到提高。產物環丁烷具有兩個季碳手性中心，並且帶有滷素、醛等官能團，利於進一步修飾。此催化合成方法的建立，大大擴展了環丁烷分子的結構多樣性。
該論文第一作者是學校材料學院2019級博士生曾蕾，通訊作者為材料學院高利柱教授。材料學院學生許靜靜、張東升、嚴中梁以及教授程國林均作出了重要貢獻。