不对称烯烃复分解近年来受到了广泛的关注，其在构建双键的同时，还能在分子中引入手性，在化学合成中极具价值。对于利用不对称烯烃复分解构建季碳立体中心的研究，目前主要集中在基于钼的催化体系，而使用方便易得的钌催化剂的报道则寥寥无几。

       近期，南方科技大学深圳格拉布斯研究院邢祥友课题组发展了通过可控的C–H活化精确合成Ru中心手性催化剂，实现了高效的不对称环合复分解反应（ARCM），用于制备具有季碳立体中心的手性杂环化合物。相关文章发表在Nature Communication上。

图1. 研究背景及策略

       目前发展的手性烯烃复分解催化剂多采用手性NHC配体，通过位阻效应来诱导产生手性，这种方法的缺点在于配体手性位点距离四元环过渡态的反应中心较远，对底物的手性诱导效应较差。因此，作者提出NHC手性与钌金属中心手性协同作用的策略，手性金属中心控制卡宾朝向，结合NHC的位阻效应，可实现对不同底物的精准调控。基于以上设计理念，作者首先研究了如何立体选择性的合成不同手性的钌金属中心烯烃复分解催化剂，并探究了该碳氢键活化步骤的反应历程和反应可逆性，最后合成了多种不同结构的Δ-(S, R)-和Λ-(S, S)-Ru催化剂。

图2. 一锅法合成Δ-(S, R)-和Λ-(S, S)-Ru催化剂

图3. 探索C-H活化可逆性及高效合成热力学不利的Λ-(S, S)-Ru催化剂

       经研究发现，Δ-(S, R) -Ru催化剂可实现末端烯烃与二取代烯烃的ARCM反应，用于合成六元醚和胺；而Λ-(S, S)-Ru催化剂可应用于末端三烯烃的ARCM反应，生成五元和六元醚。

图4. Ru催化剂筛选

       此外，该类催化剂还实现了首个钌催化的基于ARCM的动力学拆分，并且以显著的对映选择性，得到了三烯烃和带有季碳或叔碳立体中心的环状产物。

图5. 动力学拆分

       最后通过“单加成”环丙烯衍生物的开环复分解反应探究ARCM的反应历程，为外型和内型钌亚烷基化合物的相互转化提供了有力证据，并通过动力学实验和密度泛函理论（DFT）计算进一步证实了优势路径和立体控制机制。

图6.  ARCM的机理研究

图7. DFT计算

       该工作展示了Δ-(S, R)-和Λ-(S, S)-钌催化剂的精准合成，标志着钌金属烯烃复分解反应从稳定性到立体选择性的重要发展，为手性烯烃复分解催化剂的多领域应用打下了坚实的基础。

       Construction of quaternary stereocenters via Ru-catalyzed asymmetric ring-closing metathesis. Shaofeng Li, Qingjing Yang, Rongjun Hu, Yichuan Zheng, Xiaojing Gao, Junjie Cao, Jianchun Wang, Bo Chen*, Chen Xu* & Xiangyou Xing*

通讯员：陈波

排版：李柔

审核：邢祥友