近日，前沿院李鹏飞团队在美国化学会Accounts of Chemical Research发表题为“Design and Application of New Pyridine-Derived Chiral Ligands in Asymmetric Catalysis”的专题评述文章，系统性介绍其在新型含吡啶手性配体与不对称催化反应领域的最新研究成果。Accounts of Chemical Research是化学领域最具影响力、最具权威性的综述性期刊之一，主要发表系统性的创新研究工作，要求作者能够对相关研究领域的发展提出独特性和前瞻性的展望。

手性是自然界普遍存在的现象。在2022年全球小分子药物TOP200排行榜中，127种小分子药物为手性化合物。过渡金属催化不对称反应是构建手性分子的主要方法之一，手性配体是调控催化剂活性和立体选择性的关键因素。目前，多种具有普遍适用性的“优势配体”已被广泛应用于不对称催化领域，我国有机化学家在此领域也作出了突出贡献。吡啶及其衍生物是迄今最古老、最广谱的催化剂配体之一，但具有普遍适用性的手性吡啶的发展却长期面临挑战，其中最大的困难在于提高立体选择性通常伴随催化活性降低，也因而阻碍了众多类型不对称催化反应的发展。因此，含吡啶手性配体的开发是不对称催化领域亟待解决的重要挑战。

针对上述困难与挑战，李鹏飞教授团队通过分子层面的理性设计，开发了一类具有刚性稠环骨架、结构高度可调节的手性吡啶单元，同时实现了中心金属近程位阻最小化和远端结构高度可修饰，克服了立体选择性和催化活性之间的矛盾。有别于传统手性配体的设计思路，它具有“内松外紧”的双层结构特征，与广谱性酶（如细胞色素P450）异曲同工。随后，作者在此基础上发展了一系列手性螯合配体，并通过机理各异的过渡金属催化不对称反应展示了新配体设计的合理性和有效性，包括对映选择性镍催化还原偶联反应、铱催化C–H硼化反应和铱催化还原氨化反应。结合实验和理论计算研究，充分展示了上述新型含吡啶手性配体在同时确保高催化活性和立体选择性方面的优异性能，进一步支撑了“双层调控”的手性配体设计理念。未来，新型手性吡啶单元将会不断启发新型手性配体和催化剂的开发，不断促进各种高效的不对称催化反应持续涌现。

该论文第一作者为西安交通大学前沿科学技术研究院张帅助理教授，通讯作者为李鹏飞教授，第一单位为西安交通大学前沿科学技术研究院。该论文得到了国家自然科学基金、陕西省杰出青年基金、博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金面上项目、陕西省博士后科研项目和中央高校基本科研业务费等资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.3c00808

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