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中国在手性科学领域有很强的研究实力:
周其林院士(南开大学):开发了高效手性螺环催化剂,获2019年国家自然科学一等奖
冯小明院士(四川大学):手性双氮氧配体(冯氏配体)体系
丁奎岭院士(上海有机所):不对称催化氢化
唐勇院士(上海有机所):边臂策略与不对称催化
核心骨架:提出"刚性骨架提高手性诱导能力与稳定性"思想,从 1999 年起历时约 20 年发展出手性螺双二氢茚(spirobiindane)这一全新刚性螺环配体平台,衍生出螺环双膦、单膦、膦氮、双噁唑啉等系列配体/催化剂。
世界纪录:手性螺环铱催化剂用于酮不对称氢化,TON 达 455 万(一分子催化剂转化 455 万个底物分子),迄今仍是分子催化剂最高效率纪录;此前文献最高约 240 万。
学科拓展:螺环 Cu/Fe 催化剂把"金属卡宾对 X–H 键插入"这类长期低选择性的反应做成高对映选择性实用反应。
荣誉与落地:2019 年度国家自然科学奖一等奖(当年唯一一等奖);催化剂被列入国际试剂目录,被全球 40 多个组采用,用于心血管、降糖、抗病毒等手性药物中间体生产。
反常规思路:突破"优势配体必须刚性"的范式,从廉价 L-氨基酸出发构建柔性 C₂ 对称手性 N,N′-二氧化物酰胺配体,兼具 Lewis 碱 / Brønsted 酸双功能。
反应库:与 In(III)、Sc(III)、Yb(III)、Cu、Fe、Ni 等 20 余种金属配位,在温和条件下实现 40–50 类不对称反应,包括多类此前做不到的新反应。
人名反应:重氮酯与醛的不对称 Roskamp 反应被 Elsevier 人名反应专著收录为 Roskamp–Feng 反应。
应用:用于普瑞巴林、帕罗西汀、抗疟候选药 NITD609 等手性药物/中间体合成;配体已商品化,部分专利转让药企。
荣誉:2018 未来科学大奖–物质科学奖(与周其林、马大为共享)、何梁何利科技进步奖。
方法学:较早把组合不对称催化、手性活化/放大引入催化剂筛选,发展 SKP、SpinPHOX 等特色配体;SpinPHOX/Ir 体系商品化(Strem、Daicel)。
自负载概念:基于分子组装实现手性催化剂"非均相化自负载",高活性高选择性且可简单回收再利用。
工业落地(最突出):
SKP/Pd 用于降胆固醇药依折麦布关键中间体高效合成;
双金属协同催化剂用于光学纯环氧氯丙烷千吨级/年工业生产;
把 CO₂ + H₂ + 胺做成 DMF 等甲酰胺类,世界首套 CO₂ 资源化制 DMF 成套工艺(绿色化学方向)。
荣誉:国家自然科学二等奖、日本 Yoshida Prize、德国 Humboldt Research Award。
核心思想:在经典噁唑啉、吡啶等配体上引入可调控的侧臂(side arm),通过侧臂与金属的二级配位/空间屏蔽,把原本普通配体改造成高选择性体系,并控制伪 C₃ 对称三(噁唑啉)等非常规几何。
典型体系:边臂双(噁唑啉)、伪 C₃ 手性三(噁唑啉)、P-手性二氢苯并氧杂磷环配体等,用于烯烃聚合、不对称氢化(高 TON)、C–C 键形成。
意义:提供了一条"不重新发明骨架,而是用边臂微调环境"的配体设计路线,对后续柔性/可调控配体设计有影响。
周其林:用一个全新刚性骨架平台把"效率上限"推到极致;
冯小明:用柔性双氮氧打破刚性迷信,覆盖面极广、配体便宜;
丁奎岭:把不对称氢化从"学术反应"推向吨级工业与绿色工艺;
唐勇:用边臂策略在现有骨架上升级选择性,偏配体工程学。
这四人基本代表了中国在手性催化从配体原创 → 方法学 → 工业转化这条链上的主干力量。再往外扩一圈,还有戴立信(早期手性噁唑啉/二茂铁配体布局)、陈新滋(SpirOP 螺环双膦)、张绪穆(三齿配体氢化)、游书力(去芳构化/轴手性 C–H 官能化)、余金权(C–H 活化手性化)等,共同构成中国手性科学的第二梯队。
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