螺旋烯形分子是引人注目的化學(xué)結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的扭曲螺旋手性和卓越的特性。盡管在類螺旋烯分子的催化不對(duì)稱合成方面取得了進(jìn)展，但多個(gè)螺旋烯，特別是四個(gè)或更高螺旋度的對(duì)映選擇性合成仍然具有挑戰(zhàn)性，尚未實(shí)現(xiàn)。

2025年1月8日，鄭州大學(xué)賈師琦研究員、重慶大學(xué)閆海龍教授在國(guó)際知名期刊Nature Communications發(fā)表題為《Organocatalytic enantioselective synthesis of double S-shaped quadruple helicene-like molecules》的研究論文，Shengli Huang為論文第一作者，賈師琦研究員、閆海龍教授為論文共同通訊作者。

賈師琦，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院研究員。2016年本科畢業(yè)于鄭州大學(xué)，2021年在重慶大學(xué)獲得博士學(xué)位（導(dǎo)師：閆海龍教授），2022年加入鄭州大學(xué)。

賈師琦研究員的研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成方法學(xué)，以第一作者及共同作者及通訊作者身份發(fā)表論文多篇。

閆海龍，重慶大學(xué)藥學(xué)院教授、院長(zhǎng)，國(guó)家優(yōu)青（2019）。1981年出生，博士畢業(yè)于韓國(guó)成均館大學(xué)，師從韓國(guó)著名化學(xué)家Song Choong Eui教授。隨后于2012-2013年在新加坡國(guó)立大學(xué)進(jìn)行博士后研究，師從趙宇教授。2013年加入重慶大學(xué)獨(dú)立開(kāi)展科研工作，2019年晉升為教授。

閆海龍教授的研究方向?yàn)?.藥物化學(xué)：天然產(chǎn)物、藥物活性分子的不對(duì)稱合成。2.軸手性化學(xué)：基于聯(lián)烯醌中間體軸手性分子的構(gòu)建與應(yīng)用。3.冠醚催化：利用冠醚催化劑實(shí)現(xiàn)手性元素的構(gòu)建。

其課題組已陸續(xù)在國(guó)際著名刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文四十余篇，其中包括Acc. Chem. Res.?、Nat. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、ACS Catal.、Org. Lett.、Adv. Synth. Catal.、Chem. Eur. J.等。部分研究成果作為亮點(diǎn)被Synfacts等刊物評(píng)述。

在此，作者報(bào)道了一種有機(jī)催化[4+2]環(huán)加成反應(yīng)，以獲得具有高對(duì)映選擇性（高達(dá)96% e.e.）的雙S形四螺旋烯類分子。(P, P, P, P)和(M, M, M, M)構(gòu)型四螺旋分子的對(duì)映選擇性合成可以通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，該反應(yīng)涉及雙亞乙烯基鄰醌甲基化物（VQM）中間體的形成和兩個(gè)連續(xù)的環(huán)加成反應(yīng)。構(gòu)型穩(wěn)定性研究闡明了異構(gòu)體之間的異構(gòu)化過(guò)程。

此外，作者還研究了類四螺旋烯分子的結(jié)構(gòu)特征和光學(xué)性質(zhì)，以探索其潛在應(yīng)用。

圖1：研究背景及合成策略

圖2：反應(yīng)條件優(yōu)化

圖3：底物范圍及合成轉(zhuǎn)化

圖4：初步機(jī)理研究

圖5：DFT計(jì)算及提出的機(jī)理

圖6：構(gòu)型穩(wěn)定性

圖7：(P, P, P, P)-2a和(P, P, M, M)-2a的晶體結(jié)構(gòu)

圖8：化合物2a-c的光物理性能

綜上，作者報(bào)道了一種有機(jī)催化[4+2]環(huán)加成反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了具有高對(duì)映選擇性（高達(dá)96% e.e.）的雙S形四螺旋烯類分子的一步合成。

該研究團(tuán)隊(duì)成功地通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了(P, P, P, P)和(M, M, M, M)構(gòu)型的四重螺旋分子的對(duì)映選擇性合成，為合成具有更高螺旋度的螺旋烯分子提供了新的策略，并探索了其在光學(xué)性質(zhì)和潛在應(yīng)用方面的獨(dú)特性。未來(lái)有望應(yīng)用于光學(xué)材料、超分子化學(xué)、藥物化學(xué)等領(lǐng)域。

Huang, S., Wen, H., Li, Y.?et al.?Organocatalytic enantioselective synthesis of double S-shaped quadruple helicene-like molecules.?Nat. Commun., (2025).