南开大学化学学院资伟伟

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资伟伟，男，1982年10月生，南开大学教授。2006年本科毕业于兰州大学化学化工学院。同年保送进入中科院上海有机化学研究所马大为研究员课题组攻读博士学位，从事具有重要生物活性的复杂生物碱的全合成研究工作，并于2011年获得博士学位。2012年5月加入加州大学伯克利分校F. Dean Toste课题组从事博士后研究，致力于过渡金属及有机小分子参与的不对称催化合成。


姓　　名        资伟伟        
性　　别        男
出生年月        1982-10        
籍　　贯        湖南耒阳
学　　历        博士        
毕业院校        中科院上海有机化学研究所
职　　称        研究员        
系所单位        元素有机化学研究所
特殊人才称号        
南开大学百青
通讯地址        天津市卫津路94号南开大学化学楼北楼613室
电 话        022-83662801
电子邮件        zi@nankai.edu.cn
课题组网站        https://www.researchgate.net/profile/Weiwei_Zi
研究领域        金属有机化学、不对称催化合成、天然产物全合成


教育及科研经历        
2002-2006，兰州大学化学化工学院，化学学士
2006-2011，中科院上海有机化学研究所，有机化学博士
2011-2012，中科院上海有机化学研究所，助理研究员
2012-2016，加州大学伯克利分校，博士后
荣誉和奖励        
2011年 中国科学院院长优秀奖

科研成果与代表作        
1. Weiwei Zi, F. Dean Toste*, Recent Advances in Enantioselective Gold Catalysis. Chem. Soc. Rev. 2016, Advance Article
2. Weiwei Zi, F. Dean Toste*, Gold(I)-Catalyzed Enantioselective Desymmetrization of 1,3-Diols through Intramolecular Hydroalkoxylation of Allenes. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 14447-14451.
3. Hongmiao Wu,# Weiwei Zi, # Guigen Li, Hongjian Lu*, F. Dean Toste*, Gold(I)-Catalyzed Desymmetrization of 1,4-Dienes by an Enantioselective Tandem Alkoxylation/Claisen Rearrangement. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8529-8532. (#equally contribution)
4. Weiwei Zi, Hongmiao Wu, F. Dean Toste*, Gold(I)-Catalyzed Dearomative Rau- tenstrauch Rearrangement: Enantioselective Access to Cyclopenta indoles. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3225-3228.
5. Weiwei Zi, Zhiwei Zuo, Dawei Ma*, Intramolecular Dearomative Oxidative Coupling of Indoles: A Unified Strategy for Total Synthesis of Indoline Alkaloids. Acc. Chem. Res. 2015, 42, 702-711.
6. Weiwei Zi,# Yi-Ming Wang, # F. Dean Toste*, An In Situ Directing Group Strategy for Chiral Anion Phase-Transfer Fluorination of Allylic Alcohols. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 12864-12867. (#equally contribution)
7. Weiwei Zi, F. Dean Toste*, Gold(I)-Catalyzed Enantioselective Carboalkoxylation of Alkynes. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12600-12603.
8. Weiwei Zi, Weiqing Xie, Dawei Ma*, Total Synthesis of Akuammiline Alkaloid (-)-Vincorine via Intramolecular Oxidative Coupling. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9126-9129.
9. Weiwei Zi, Shouyun Yu, Dawei Ma*, A Convergent Route to the Galbulimima Alkaloids (-)- GB 13 and (+)- GB 16. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 34, 5887-5890.

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2018年自然科学基金面上项目-炔烃途经亚乙烯基金属卡宾的催化转化
批准号        21871150        学科分类        溶液配位化学 ( B010302 )
负责人        资伟伟        职称                单位名称        南开大学
资助金额        65万元        项目类别        面上项目        起止年月        2019年01月01日 至 2022年12月31日

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β-氨基醇骨架存在于超过30万种化合物中，包括2000种天然产物，80种FDA批准的药物和100多个候选药物。β-氨基醇也可作为重要的砌块用于手性配体和辅基的合成。尽管该砌块常见的合成策略是由α-氨基酸衍生物的多步转化或烯烃的立体选择性羟胺化来实现的，但是通过Csp3-Csp3催化偶联反应来制备该砌块无论是在原子经济性上还是步骤经济性上都有无可比拟的优势。同时，目前文献报道的合成包含邻二手性中心β-氨基醇骨架，往往都只能选择性的合成其中syn型的或者anti型，因为syn-和anti-β-氨基醇在有机合成中都是重要的砌块，如何通过立体发散的策略获得β-氨基醇的所有立体异构体是有机合成方法学中的一个巨大挑战。
        资伟伟课题组长期致力于PdH相关的不对称偶联反应的研究，近期他们通过PdH与Cu催化以及PdH与Ag催化的相结合的双金属协同催化模式，实现了烷氧基联烯和醛亚胺酯的立体发散合成偶联反应。该体系可以用来高度立体选择性合成包含邻二手性中心的syn-或者anti-β-氨基醇（图1）。更进一步，通过双金属体系及手性配体的合理搭配，同一个β-氨基醇的四个异构体（R,R）,（R,S）,（S,R） （S,S）都可以以非常高的对映选择性、非对映选择性获得。

图1：PdH/Cu和PdH/Ag双金属体系构建β-氨基醇

        值得注意的是，当底物中包含一个固有的手性中心时该催化体系仍旧可以通过催化剂本身的手性诱导能力完全控制新生成的两个手性中心的构型。因此结合底物的原有手性和该体系的立体发散性偶联策略，可以用来制备包含三个手性中心的β-氨基醇的全部八个立体异构体。
        最后，作者还利用该策略高效合成了两个β-氨基醇骨架的天然产物mycestericins F和G。该论文发表于Angew. Chem. Int. Ed （DOI：10.1002/anie.202014510），课题组博士生朱明辉和博士后张庆龙为本文的共同第一作者。

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教科书中的经典反应羟醛缩合（Aldol）是一类构建碳-碳键的最重要的有机合成转化之一。作为制备手性β羟基羰基类化合物的首选方法，不对称Aldol反应长期以来得到了很好的发展；基于有机小分子催化或者过渡金属催化的不对称Aldol反应层出不穷。另一方面通过对反应条件及底物的合理选择，无论是syn型还是anti型aldol产物都能够选择性的制备。比如基于Zimmerman–Traxler模型时，syn型产物可以从Z-型的烯醇负离子获得；而anti型产物则可以从E-型的烯醇负离子获得（图1）。虽然单一催化模式的不对称aldol反应取得了巨大的成功，发展从同一类底物出发的立体发散性aldol反应却长期未能解决。

图1 Zimmerman-Traxler模型控制的syn和anti选择性aldol反应

        近日，南开大学资伟伟课题组和中科院上海有机化学研究所汤文军课题组合作利用钯/Lewis碱协同催化的策略实现了首例烷氧基联烯与五氟苯酚酯的立体发散性Aldol偶联反应（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 10.1002/anie.202207621）。以汤文军课题组发展的手性单齿BIBOP作为钯的配体，结合手性BTM为有机小分子Lewis碱催化剂，通过两个催化剂的手性组合，包含邻二手性中心的Aldol型产物的四个全部立体异构体都可以以优秀的立体选择性获得（图2）。通过DFT理论计算研究表明，在π-allyl-Pd的形成过程中，PdH途径的路径需要较高的反应能垒（39.9 kcal mol-1），能量上不利。基于此，作者提出了一条“质子化氢钯化”的途径（intermolecular protonative hydropalladation），经过该过程产生π-allyl-Pd只需要24.9 kcal mol-1的活化能，与室温反应条件相吻合。另一方面，作者对Csp3–Csp3键形成过程中新产生的两个手性中心的立体化学是如何控制的进行了研究，揭示了两个催化剂在手性中心控制过程中的内在机制。

图2 钯/Lewis碱协同催化立体发散Aldol类型偶联反应

         总结：资伟伟和汤文军课题组合作通过Pd/Lewis碱协同催化的策略成功实现了立体发散性的Aldol偶联反应；作者提出了“质子化氢钯化”产生π-allyl-Pd的机理，并且通过理论计算揭示了两个催化剂在手性控制过程的协同机制。该工作为发展金属/有机小分子协同催化解决立体发散性合成提供了思路。
        南开大学博士毕业生朱明辉为论文第一作者。相关研究得到了国家自然科学基金委、天津市科技局和南开大学的资助。  
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207621