南开大学化学学院朱守非

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朱守非，南开大学教授。2000年和2005年在南开大学化学学院分别获得理学学士和理学博士学位；2012-2013年在日本东京大学做博士后；2005年至今在南开大学化学学院工作，2016年获国家自然科学基金委杰出青年基金资助。长期从事催化有机合成化学研究，重点研究了几类以氢转移为关键步骤的重要有机合成反应，提出了“手性质子梭”概念，为金属催化的不对称质子转移反应提供了全新的解决方案；发现了催化卡宾对硼氢键的插入反应，为有机硼化合物的合成提供了新的方法；发展了多种用于烯烃氯化和硅氢化反应的高效催化剂，实现了多种重要生物活性分子的高效合成。迄今发表研究论文100余篇，编写著作章节2篇：获授权中国专利5项。曾获天津市自然科学一等奖2项（均为第3完成人），中国化学会青年化学奖，中国化学会青年手性化学奖，天津青年科技奖，天津青年五四奖章，Asia Core Program Lectureship Award等奖项。

朱守非

姓　　名        朱守非        
性　　别        男
出生年月        1977-11        
籍　　贯        安徽省太和县
学　　历        博士        
毕业院校        南开大学
职　　称        教授        
管理职务        副院长
工作内容        教学科研        
系所单位        元素有机化学研究所
特殊人才称号        国家杰出青年基金获得者
通讯地址        天津市卫津路94号南开大学元素所合成楼319
电 话        022-23504087
电子邮件        sfzhu@nankai.edu.cn


研究领域        
有机合成化学、均相催化、不对称合成、金属有机化学


教育及科研经历        
1996年9月-2000年6月，南开大学化学系，理学学士，导师：项寿鹤 教授
2000年9月-2005年6月，南开大学元素有机化学研究所，理学博士，导师：周其林 教授
2005年7月-2008年12月，南开大学化学学院，讲师
2008年12月-2013年12月，南开大学化学学院，副研究员
2012年3月-2013年3月，日本东京大学，博士后，导师：Eiichi Nakamura （中村 荣一）教授
2013年12月至今，南开大学化学学院，教授
2013年1月至今，天津化学化工协同创新中心，研究骨干
2014年11月至今，南开大学元素有机化学国家重点实验室，固定研究人员
荣誉和奖励        
2016年，国家杰出青年基金
2016年，天津青年五四奖章
2015年，科技部中青年科技创新领军人才
2015年，天津市中青年科技创新领军人才
2015年，天津市“131”创新型人才培养工程第一层次
2013年，国家万人计划-青年拔尖人才
2013年，天津市自然科学一等奖（第3完成人）
2013年，天津青年科技奖
2012年，国家优秀青年科学基金
2012年，中国化学会青年化学奖
2010年，教育部“新世纪优秀人才支持计划”
2007年，天津市自然科学一等奖（第3完成人）
2004年，香港求是科技基金会“求是研究生奖学金”


科研成果与代表作        
朱守非长期从事催化有机合成化学研究，重点研究了几类以氢转移为关键步骤的重要有机合成反应，主要取得以下成果：
1）在质子转移反应方面，提出了“手性质子梭催化剂”概念，为不对称质子转移反应提供了全新的解决方案，实现了多种极具挑战的重要不对称催化合成反应，为α-氨基酸等重要手性砌块提供了高效合成方法，被称为“充满希望的未来研究领域”，为国内外多个课题组所采用，并引发了系列相关理论研究。
2）在氢原子转反应方面，发展了底物活化策略，通过加入Lewis碱提高了硼烷氢原子转移能力，实现了首例催化卡宾对硼氢键的插入反应，并实现了其不对称转化，被认为是“合成手性有机硼砌块的具有吸引力的方法，很可能广泛应用”，并已经引发多个课题组的跟进研究。
3）在负氢转移方面，发展了多种不对称氢化反应的高效催化剂，实现了多种重要羧酸类非甾体消炎药和生物碱的高效合成，部分成果已经被制药公司采用。
截至2017年11月发表SCI论文86篇，其中以通讯作者和第一作者在IF > 10的化学顶级学术期刊上发表论文18篇（包括Nature Chemistry 1篇; Acc. Chem. Res. 2篇; JACS 9篇; ACIE 6篇；其中通讯作者论文11篇，第一作者论文7篇）；编写著作章节2篇（分别于2011年和2016年由Wiley-VCH出版）；获授权5项中国专利，申请3项国际专利；论文被他人正面引用3700余次，H-index为36。


代表作：
1. Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Iridium-catalyzed asymmetric hydrogenation of unsaturated carboxylic acids, Acc. Chem. Res. 2017, 50, 988-1001.
2. Huan Xu, Yi-Pan Li, Yan Cai, Guo-Peng Wang, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Highly enantioselective copper- and iron-catalyzed intramolecular cyclopropanation of indoles, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7697-7700.
3. Ji-Min Yang, Zi-Qi Li, Mao-Lin Li, Qiao He, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Catalytic B-H bond insertion reactions using alkynes as carbene precursors, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3784-3789.
4. Mao-Lin Li, Shuang Yang, Xun-Cheng Su, Hui-Ling Wu, Liang-Liang Yang, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Mechanism studies of Ir-catalyzed asymmetric hydrogenation of unsaturated carboxylic acids, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 541-547.
5. Guo-Peng Wang, Meng-Qing Chen, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Enantioselective Nazarov cyclization of indole enones cooperatively catalyzed by Lewis acids and chiral Bronsted acids, Chem. Sci. 2017, 8, 7197-7202.
6. Shuang Yang, Wen Che, Hui-Ling Wu, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Neutral iridium catalysts with chiral phosphine-carboxy ligands for asymmetric hydrogenation of unsaturated carboxylic acids, Chem. Sci. 2017, 8, 1977-1980.
7. Jun-Xia Guo, Ting Zhou, Bin Xu, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou, Enantioselective synthesis of α-alkenyl α-amino acids via N–H insertion reactions, Chem. Sci. 2016, 7, 1104-1108.
8. Bin Xu, Mao-Lin Li, Xiao-Dong Zuo, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou, Catalytic asymmetric arylation of α-aryl-α-diazoacetates with aniline derivatives, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8700-8703.
9. Cui Guo, Dong-Wei Sun, Shuang Yang, Shen-Jie Mao, Xiao-Hua Xu*, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Iridium-catalyzed asymmetric hydrogenation of 2-pyridyl cyclic imines: a highly enantioselective approach to nicotine derivatives, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 90-93.
10. Jun-Jie Shen, Shou-Fei Zhu*, Yan Cai, Huan Xu, Xiu-Lan Xie, Qi-Lin Zhou, Enantioselective iron-catalyzed intramolecular cyclopropanation reactions, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13188-13191.
11. Bin Xu, Shou-Fei Zhu*, Xiao-Dong Zuo, Zhi-Chao Zhang, Qi-Lin Zhou*, Enantioselective N?H insertion reaction of α-aryl α-diazoketones: an efficient access to chiral α-aminoketones, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3913-3916.
12. Xiu-Lan Xie, Shou-Fei Zhu*, Jun-Xia Guo, Yan Cai, Qi-Lin Zhou*, Enantioselective palladium-catalyzed insertion of α-aryl-α-dizaoesters into the O-H bonds of phenols, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2978-2981.
13. Bin Xu, Shou-Fei Zhu*, Zhi-Chao Zhang, Zhi-Xiang Yu*, Yi Ma, Qi-Lin Zhou*, Highly enantioselective S?H bond insertion cooperatively catalyzed by dirhodium complexes and chiral spiro phosphoric acids, Chem. Sci. 2014, 5, 1442-1448.
14. Qing-Qing Cheng, Shou-Fei Zhu*, Yong-Zhen Zhang, Xiu-Lan Xie, Qi-Lin Zhou*, Copper-catalyzed B–H bond insertion reaction: a highly efficient and enantioselective C–B bond-forming reaction with amine-borane and phosphine-borane adducts, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14094-14097.
15. Bin Xu, Shou-Fei Zhu*, Xiu-Lan Xie, Jun-Jie Shen, Qi-Lin Zhou*, Asymmetric N–H insertion reaction cooperatively catalyzed by rhodium and chiral spiro phosphoric acids, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11483-11486.
人才培养        讲授本科必修课程：《基础有机化学实验》、《当代化学前言》、《创新研究与训练》。
讲授研究生课程：《有机立体化学》、《研究生通识教育》。
荣获南开大学首届捷成树人奖教金（2015年）。

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朱守非教授、彭谦研究员合作新成果：铁催化烯烃硅氢化

过渡金属催化的烯烃硅氢化是合成有机硅的重要途径，是最重要的均相催化反应之一，在工业上广泛应用。据统计，每年通过烯烃催化硅氢化生产的有机硅产品达数百万吨。目前，用于烯烃硅氢化的催化剂主要是基于铂、铑、铱等稀有金属的络合物，消耗量巨大，例如，全球每年消耗于该反应的铂催化剂达5.6吨，而且绝大多数不可回收。铁是地壳中含量最丰富的过渡金属，价格低廉，生物兼容性好，发展铁催化的烯烃硅氢化符合绿色化学和可持续化学发展的要求，近年来引起了广泛关注，已经成为均相催化的研究前沿和热点。

铁催化烯烃硅氢化

虽然人们在铁催化烯烃的硅氢化反应上做了大量研究，但是迄今有效的铁络合物催化剂还很少，而且其配体绝大多数都是三齿钳形配体，还要含有亚胺或吡啶基团。在反应性方面，已知的铁催化剂只能实现端烯的硅氢化，而且只能给出反马氏加成的选择性。此外，已知的铁催化剂在稳定性、反应活性、官能团耐受性等方面和稀有金属催化剂依然有很大的差距，还很难用于实际生产。发展基于新型骨架配体的铁络合物催化剂是铁催化硅氢化研究的关键，也是突破上述局限的必经之路。

最近，朱守非课题组首次将邻菲罗啉结构用于硅氢化反应配体的设计中，发展了一类2,9-二芳基取代邻菲罗啉配体修饰的铁络合物催化剂，高效地实现了烯烃的硅氢化反应，表现出如下不同于已有铁催化剂的特点：对苯乙烯给出了马氏加成的选择性；对共轭二烯给出了1,2-加成的产物和马氏加成的选择性；对内烯的硅氢化表现出很好的活性和未见报道的苄位选择性。此外，该催化剂在脂肪烯烃的硅氢化反应中也表现出很高的活性（转化数高达10000）和反马氏选择性。控制实验表明，邻菲罗啉骨架能够稳定低价铁物种，对其选择性起到了关键作用。

彭谦课题组运用DFT计算对该反应的机理进行了研究，认为该反应中活性催化剂是高自旋的Fe(I)-H物种；反应经历了铁氢键对烯烃的迁移插入和铁碳键-硅氢键复分解的过程完成催化循环，整个催化循环中铁催化剂不变价；反应的苄位选择性来源于烯烃苯环和配体的邻菲罗啉环的π-π堆积作用以及在铁碳键-硅氢键复分解中烯烃苯环对铁的配位稳定作用。

该研究首次将邻菲罗啉结构引入烯烃硅氢化配体的设计中，带来了全新的选择性和反应性，进一步揭示了低价铁氢物种的性质和反应性，为后续发展出高效、实用的铁催化剂提供了良好的基础。相关成果发表在Nature Commun.2018, 9, 221.

论文信息：

Meng-Yang Hu, Qiao He, Song-Jie Fan, Zi-Chen Wang, Luo-Yan Liu, Yi-Jiang Mu, Qian Peng*, Shou-Fei Zhu*, Ligands with 1,10-phenanthroline scaffold for highly regioselective iron-catalyzed alkene hydrosilylation,Nature Commun.2018, 9, 221.

https://www.nature.com/articles/s41467-017-02472-6

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周其林、朱守非团队：金催化炔烃的氧化硼化新反应

周其林、朱守非团队发展了金催化炔烃的氧化硼化新反应，为α-硼取代的羰基化合物的合成提供了高效方法。
有机硼化合物在材料、医药等领域都有重要的应用。其中α-硼取代的羰基化合物同时含有硼基和羰基两种易于转化的官能团，近年来成为一种重要的合成砌块。目前对于该类化合物的合成主要有两种方法：一种方法是由炔烃出发经硼氢化和氧化重排的方法得到，该方法需要多步转化且官能团耐受性差，因而该方法应用较少；另一种方法是金属催化卡宾对B‒H键的插入反应。但由于重氮化合物通常合成困难，毒性较高，稳定性差，该方法在实际应用中也有诸多限制。发展高效实用的方法，合成新型α-硼取代的羰基化合物，拓展其应用范围，是本领域研究的重点。

金催化炔烃的氧化硼化新反应

      最近，周其林、朱守非团队发展了金催化炔烃的氧化硼化新反应，为α-硼取代的羰基化合物的合成提供了高效方法。他们以简单炔烃、硼烷加合物为起始原料，吡啶氮氧化物为氧化剂，在金催化剂的作用下，经一步反应高效地合成了α-硼取代的羰基化合物。该反应具有非常广的底物范围和官能团耐受性，对于芳基、烷基和天然产物衍生的炔烃底物都能取得不错的结果（46-93%的收率）。反应产物α-硼烷基酮具有较好的应用前景，可以转化为光学活性的1,2-二醇和结构多样的2-硼基-1-醇化合物等。
      他们还对反应机理进行了推测：首先金催化剂与炔烃进行配位，活化炔烃，随后吡啶氮氧化物进攻炔烃生成烯基金中间体，离去一分子吡啶生成α-羰基金卡宾，然后金卡宾与B‒H键进行插入，生成目标产物。B‒H键插入过程可能经历了三元环过渡态的协同过程。


      相关成果发表在ACS Catal.2018,8,7351–7355 (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02052)，文章的第一作者是南开大学博士研究生杨吉民。
      该研究得到了基金委，教育部和南开大学的资助。

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朱守非

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由中国化学会主办，中国化学会手性化学专业委员会、南方科技大学共同承办的“中国化学会手性中国2019”学术研讨会于2019年1月12 -13日在广东省深圳市召开。大会邀请了国内外众多学术和企业界的知名专家和学者参加，以“手性科学与技术”为主题进行学术交流与研讨，并在会上颁发了“中国化学会手性化学奖”。我校化学学院朱守非教授凭借其在手性合成化学方面的突出成就获得“中国化学会青年手性化学奖”。
      中国化学会手性化学奖设立于2012年，下设“手性化学成就奖”、“手性化学奖”和“青年手性化学奖”。奖励旨在鼓励创新性研究，促进和推动我国手性化学的研究与应用，授予在手性化学研究与应用领域做出突出成绩的科学工作者。每两年评选一次，其中“青年手性化学奖”获奖人要求在中国国内长期从事手性化学研究，具有良好科学素质和道德，并且在手性化学领域做出原创性的、具有国际影响的研究工作，年龄不超过45周岁。
      朱守非教授长期从事催化有机合成化学研究，重点研究了几类以氢转移为关键步骤的重要有机合成反应，提出了“手性质子梭”新概念，实现了挑战性的质子转移过程手性控制，解决了长期困扰该领域的科学难题，为手性分子合成提供了新方法。

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Friedel-Crafts反应是构筑碳碳键的常用方法。过去几十年，人们发展出了很多手性Lewis酸催化剂和手性有机小分子催化剂，实现了上述反应的高对映选择性转化。但是这些手性催化剂主要适用于β-取代的共轭烯烃作为亲电试剂，因为手性催化剂活化亲电试剂的过程就是手性决定的步骤，因此较为容易给出高的对映选择性。但是如果使用α-取代的共轭烯烃作为亲电试剂，其手性决定步骤不是加成过程而是后续的质子转移过程，如果手性催化剂和活性中间体发生解离，就无法实现有效的手性诱导，因此这类反应的手性控制极具挑战。文献中人们发展了手性Lewis酸催化剂结合具有螯合结构的亲电试剂和手性伯胺催化剂实现了为数不多的几例Friedel-Crafts加成/不对称质子化反应，但是这些催化体系对底物的依赖性很强。目前环状亲电试剂的不对称Friedel-Crafts反应还未取得成功。周其林、朱守非团队提出了“手性质子梭催化剂”的概念，并成功将其用于一系列挑战性的对映选择性质子转移反应中（Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 11483; Angew. Chem. Int. Ed.2014, 53, 3913; Chem. Sci.2014, 5, 1442; J. Am. Chem. Soc.2015, 137, 8700; Chem. Sci.2016, 7, 1104; Chem. Sci.2017, 8, 7197; Org. Biomol. Chem.2018, 16, 3087）。在此基础上，该团队最近研究发现，使用手性螺环磷酸作为“手性质子梭催化剂”可以实现吲哚或吡咯及其衍生物与环状共轭烯酮的Friedel-Crafts加成/不对称质子化反应。该反应底物适用面广，活性高，收率高，对映选择性优异，能高效构筑含有吲哚结构的α-手性环酮化合物。产物经简单转化，就可以得到多种天然产物或生物活性分子的多环核心骨架。机理研究表明，手性螺环磷酸在反应中首先作为Brønsted酸催化吲哚或吡咯及其衍生物对环状共轭烯酮的加成，然后作为手性质子梭催化剂，促进烯醇中间体的质子转移过程，进而实现了有效手性控制。进一步的分析表明，手性磷酸的介入能够使烯醇式向酮式转变过渡态中分子轨道达到最大重叠，这是其能有效催化活性中间体质子转移过程的关键驱动力。这一发现深化了对中间体质子转移过程的理解，并将有助于设计新的手性质子梭催化剂和不对称质子转移新反应。相关成果发表在ACS Catal.2019, 9, 6522。博士生李义盼是论文的第一作者。

Friedel-Crafts反应

      上述工作受到国家自然科学基金委、教育部和国家万人计划的资助。
论文信息：
Yi-Pan Li, Zi-Qi Li, Bi-Yin Zhou, Mao-Lin Li, Xiao-Song Xue, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*, Chiral spiro phosphoric acid-catalyzed Friedel–Crafts conjugate addition/enantioselective protonation reactions, ACS Catal.2019, 9, 6522−6529.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b01502

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在处方药中有一种重要的分子结构单元——手性胺。长期以来，科学家们一直想找到高效的方法，直接利用脂肪胺来合成手性胺类化合物。但脂肪胺极易引起金属催化剂失活，使得金属催化脂肪胺反应面临巨大挑战。南开大学的周其林院士和朱守非教授带领的研究团队建立了一种新颖的双催化剂体系，解决了这个困扰不对称催化领域半个多世纪的难题。日前，国际著名期刊《科学》杂志在线发表了他们题为“卡宾对脂肪胺氮-氢键的高对映选择性插入反应”的研究论文。
       据统计，在2016年度销售额排名前200位的处方药中，近一半含有手性胺—一种重要的分子结构单元，如镇痛药吗啡、曲马多，抗抑郁药舍曲林，抗血栓药波立维等。为解决金属催化脂肪胺反应中，易引起金属催化剂失活难题，科研人员首先运用线红外光谱技术，对此反应做了动力学测量。接着他们利用核磁共振和紫外光谱技术，证明了金属铜配合物和脂肪胺几乎不存在相互作用，而手性硫脲催化剂的硫原子与铜有较强的配位作用。科研人员据此认定，这是由于配体带有一个负电荷，与正一价铜结合后生成中性的铜配合物，使铜变得更“软”。根据软硬酸碱理论，它很难与较“硬”的脂肪胺作用——“以柔克刚”是该反应能发生的关键。
       团队科研人员因此研究出基于两种催化剂协同催化的卡宾高对映选择性插入脂肪胺氮-氢键合成手性氨基酸的策略。此项研究不仅解决了对映选择性卡宾插入反应的长期挑战，为手性氨基酸的合成提供了高效方法，而且为涉及强配位底物的过渡金属催化的不对称转化提供了潜在的通用策略。
       据朱守非教授介绍，该方法具有高达99%的产率和高达97%ee的对映选择性，并在一些药物及生物活性分子（如阿莫沙平、曲美他嗪、沃替西汀等）的衍生化中具有很好的适用性。其反应产物——手性α-氨基酸衍生物，可以作为重要的合成子用于多种手性药物的高效合成。
       此项研究不仅解决了对映选择性卡宾插入反应的长期挑战，而且为涉及强配位底物的过渡金属催化的不对称转化提供了潜在的通用策略。该研究发展的方法可以高效、高对映选择性地合成结构多样的天然氨基酸或非天然氨基酸衍生物，有望在氨基酸类药物、多肽类药物以及以氨基酸及其衍生物为关键中间体的手性药物合成中得到广泛应用。
       哈佛大学著名化学家埃里克·雅各布森在同期《科学杂志》发表了题为"催化组合拳"的评论文章，对该项研究进行了系统解读，并给予了高度评价。他指出“非手性过渡金属配合物与手性氢键供体的协同作用具有实现新的不对称转化的巨大潜力”，并强调该反应的机制颠覆了手性有机催化剂常见的催化原理，使得手性氢键给体催化剂可以通过多种非共价机制促进对映选择性的控制。

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手性质子梭催化剂
批准号        21971119       
学科分类        不对称合成 ( B010305 )
项目负责人        朱守非       
依托单位        南开大学
资助金额        66.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

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朱守非课题组发展了铜催化环丙烯开环硼化新反应，合成了一系列立体构型单一的3,3-二取代的烯丙基硼烷类化合物。该研究拓展了催化卡宾对B-H键插入的反应类型，为烯丙基硼的合成提供了新的思路。相关成果发表于CCS Chemistry（2021, 3, 1721. DOI: 10.31635/ccschem.021.202100921）。

铜催化环丙烯

       有机硼化合物在有机合成、药物化学以及材料化学等领域都有着广泛的应用，因此发展构筑C-B键的新方法也一直是合成化学研究的热点。过渡金属催化卡宾对硼氢键的插入反应是高效构筑C-B键的重要方法。该反应自2013年被首次发现以来，人们先后实现了以重氮化合物、炔烃或者亚砜叶立德为卡宾前体的催化硼氢键插入反应，合成了一系列新型有机硼化合物。此外，通过不饱和卡宾对硼氢键的插入反应来构筑C(sp2)-B键的方法最近也被报道。近日，南开大学化学院的朱守非教授课题组实现了Cu(I)催化的环丙烯开环硼化新反应，合成了一系列立体构型单一的3,3-二取代的烯丙基硼烷类化合物。该研究拓展了催化卡宾对B-H键插入的反应类型，为烯丙基硼的合成提供了新的思路。相关成果发表于CCS Chemistry（2021, 3, 1721. DOI: 10.31635/ccschem.021.202100921），黄明耀与赵宇涛是文章的共同一作。

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南开大学化学学院朱守非课题组报道了首例铁催化炔烃的氢铝化反应，使用结构明确的2,9-二芳基-1,10-菲罗啉和铁的配合物催化剂，以常见的商品化的DIBAL-H作为铝试剂，实现了芳基烷基取代内炔、烯基烷基取代内炔、胺基导向炔丙胺和双芳基内炔的高效、高立体选择性和高区域选择性的氢铝化反应，制备了结构多样性丰富的烯基铝试剂，并用于药物中间体的合成。和文献报道的其它金属催化剂相比，本文发展的铁催化剂具有以下优点：底物范围广、官能团耐受性好、选择性高、条件温和等，具有很好的应用潜力。该反应利用C-Al键易于转化的优势，为高选择性地合成多种三取代烯烃提供了高效的合成方法。相关成果近期发表于Chem Sci. (2022, 13, DOI: 10.1039/D2SC02160A)，博士生李文涛是文章第一作者。

铁催化反应

        有机铝基于地壳中含量最高的金属元素，稳定性较高，可以发生多种转化，是一类重要的金属有机试剂，广泛应用于合成中。炔烃的氢铝化反应可以从简单易得的铝试剂合成更有用的烯基铝，具有重要的应用价值。虽然一些活泼的炔烃和活泼的铝试剂在加热下能直接发生氢铝化反应，但是反应通常存在较多副产物，且产物的选择性由底物控制，无法自由调控。过渡金属催化的炔烃氢铝化则可以方便地通过改变配体调控反应的选择性，因此在合成上有明显优势。虽然过渡金属催化的端炔氢铝化已经得到很好的结果，过渡金属催化的高选择性内炔氢铝化反应成功的例子很少，而且存在催化剂类型少、底物单一、选择性不理想等问题。因此，发展新催化剂，实现商业可得的铝试剂与多种内炔的高选择性氢铝化，并将该反应应用于功能分子的合成，具有重要研究价值。
         南开大学化学学院朱守非课题组一直致力于铁催化反应的研究（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 515; ACS Catal. 2022, 12, 2581; Chem. Sci. 2022, 13, 2721; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16894; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 4579; Nat. Commun. 2018, 9, 221; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7697; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13188），作为这一方向的最新进展，近期他们报道了首例铁催化炔烃的氢铝化反应。研究表明，2,9-二芳基-1,10-菲罗啉配体和铁的配合物能够催化商业可得的常用铝试剂二异丁基氢化铝（DIBAL-H）和多种内炔的氢铝化反应，给出单一的顺式加成产物和很高的区域选择性（图1）。该反应为烯基铝试剂的合成提供了有效方法，结合烯基铝产物的丰富化学转化，可用于官能团化或非官能团化三取代烯烃的高效合成。本文所发展的铁催化内炔氢铝化反应表现出以下优势：1）在相同条件下，铁催化剂在化学选择性和区域选择性方面明显优于文献报道的用于氢铝化的催化剂。2）铁催化剂表现出良好的官能团耐受性，可耐受烯基、卤素、羟基、胺基、缩醛等官能团。3）实现了胺基导向的多种内炔的高选择性氢铝化，首次实现了芳基烷基取代炔烃的烷基一端铝化，其中炔丙胺衍生物胺基β-铝化反应还被成功用于药物分子合成。4）首次实现了共轭烯炔的催化氢铝化，以很高的收率和选择性给出共轭二烯基铝。
        研究者选择苯基正丁基乙炔作为模型底物，使用商品化的DIBAL-H (1M in hexane)作为铝氢试剂，开展了系统的条件实验，发现已报道的炔烃氢铝化反应催化体系（Ti, Zr, Ni）在本反应中均未得到理想结果；单膦配体、双膦配体、氮杂环配体、双齿氮配体，三齿氮配体和铁的配合物均不能给出较好的活性和选择性。该课题组前期发展的2,9-双芳基菲啰啉配体和铁的配合物催化剂C1（其中Ar = 菲基或蒽基）能给出很高的收率、区域选择性和立体选择性。
         该反应具有较为广泛的底物适用范围，对于芳基烷基炔烃、烯基烷基炔烃、双芳基炔烃都适用，能够以很好的区域选择性（r.r. = 87:13 – 96:4）和立体选择性（Z/E = 93:7 – >98:2）得到铝顺式加成到内炔靠近芳基一侧的产物。该反应有很好的官能团耐受性，卤素、三氟甲基、醚基、胺基、缩醛基、硅基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、二茂铁、烯基等都能耐受。对于芳基烷基内炔，烷基部分的改变对反应性和区域选择性的影响不明显。铁催化剂能催化共轭烯炔的氢铝化，得到一系列新型共轭二烯基铝。利用烷基胺作为导向基，我们首次实现了双烷基内炔的高区域选择性的氢铝化，铝加成到内炔靠近胺基一侧。这一胺基导向策略也能用于非对称的双芳基内炔。
本文报道的铁催化剂在多类代表性的内炔氢铝化反应中，相比已报道的炔烃氢铝化反应催化体系（Ti, Zr, Ni）和非催化体系，在反应活性和选择性上表现出明显的优势。