近日，化學(xué)化工學(xué)院高兵教授課題組在高價(jià)硫中心手性調(diào)控領(lǐng)域取得突破，發(fā)展了立體選擇性配體交換策略，實(shí)現(xiàn)六價(jià)硫中心手性分子模塊化合成。

硫元素及其分子廣泛分布于自然界各地理維度和物質(zhì)層次，還享有元素界“變色龍”的美譽(yù)，可以在多重氧化態(tài)之間自由切換，進(jìn)而創(chuàng)造豐富的功能。近年來，硫中心手性分子在藥物、材料、合成等領(lǐng)域的價(jià)值和需求顯著提升。在傳統(tǒng)的硫中心手性分子合成化學(xué)中，六價(jià)硫手性過渡依賴四價(jià)硫手性分子為前體獲得，通常先制備光學(xué)活性的四價(jià)硫，再將其手性轉(zhuǎn)移至六價(jià)硫。另一種研究思路是先制備前手性六價(jià)硫分子，隨后對(duì)鄰近硫中心的碳（雜）原子進(jìn)行修飾達(dá)到去對(duì)稱化效果，硫中心直接的化學(xué)改造無法完成，結(jié)構(gòu)多樣性和功能也必然有限。

高兵課題組近年來主要圍繞硫中心手性分子的合成和應(yīng)用展開研究工作。針對(duì)上述問題，課題組提出六價(jià)硫中心連續(xù)配體交換的手性合成策略，類似于春季花園里的果樹嫁接，將主干上的原生枝條剪掉，插上不同的果枝并做好修復(fù)。然而，對(duì)微觀分子做手術(shù)實(shí)現(xiàn)配體交換的分步有序、立體可控是極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。受硫氟交換點(diǎn)擊化學(xué)的啟發(fā)，課題組找到了SOF4分子作為前體，通過三步配體交換反應(yīng)分別將四根S-F鍵置換為S=N、S-C、S-N、S-O鍵等。借助手性配體調(diào)控配體交換過程的立體選擇性，可以獲得任意單一構(gòu)型的產(chǎn)物。該方法為一系列六價(jià)硫中心手性分子的合成提供了一個(gè)模塊化平臺(tái)，同時(shí)也對(duì)點(diǎn)擊化學(xué)發(fā)展具有重要意義。

該項(xiàng)研究的核心設(shè)計(jì)理念和實(shí)施方案。

相關(guān)工作以“Enantioselective sulfur(VI) fluoride exchange reaction of iminosulfur oxydifluorides”為題發(fā)表在國際化學(xué)頂級(jí)期刊Nature Chemistry。該研究工作得到上海交通大學(xué)董佳家課題組的支持和幫助，為課題提供關(guān)鍵原料和技術(shù)支撐；中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所、杭州高等研究院薛小松課題組在機(jī)理研究和理論計(jì)算方面做出了重要貢獻(xiàn)。兩位教授和所在單位均為共同通訊；湖南大學(xué)為第一通訊單位。湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院博士生彭志媛為論文的第一作者，合作單位孫守軍博士、鄭蒙蒙博士為共同第一作者。此外，中山大學(xué)李蘇華教授也對(duì)課題開展提供了寶貴建議。該項(xiàng)目得到了國家自然科學(xué)基金委、湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、化學(xué)生物傳感與計(jì)量學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41557-024-01452-w

來源：化學(xué)化工學(xué)院

通訊員：丁楊

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