中國科大“智能科學家”助力全脂肪族手性碳中心精準構建
中國科學技術大學傅堯教授團隊、江俊教授團隊聯(lián)合浙江大學洪鑫教授團隊，依托“智能科學家”自主實驗室，在全脂肪族手性碳中心的精準構建方面取得突破。研究團隊開發(fā)了一種高效和高選擇性的鈷催化體系，實現(xiàn)了脂肪族烯烴的不對稱氫烷基化反應，突破了長期以來偶聯(lián)反應對極性基團輔助手性控制的依賴，為手性碳骨架精準構建提供了新方法。相關成果日前以“Construction of All-Aliphatic Stereocenters via Enantioselective Alkene Hydroalkylation”為題發(fā)表于《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）。
手性碳–碳鍵的精準構筑是合成化學的難題。盡管過渡金屬、酶及有機小分子催化等方向取得了顯著進展，但當?shù)孜锶〈耆芍咀逄兼湗嫵蓵r，由于缺少顯著的電子和立體差異，底物高對映選擇性轉化仍極具挑戰(zhàn)。傅堯、陸熹團隊長期專注于碳–碳偶聯(lián)研究，在本工作提出了“傘狀手性口袋”分子識別新模式，可精準區(qū)分底物中電子和空間結構相似的兩個脂肪族取代基，實現(xiàn)了傳統(tǒng)偶聯(lián)反應與酶催化體系都難以達到的全脂肪族手性碳中心構筑。
在研究過程中，江俊團隊的“智能科學家”平臺發(fā)揮了關鍵作用。該平臺可在短時間內(nèi)完成數(shù)百組反應條件的高通量篩選，大幅提升了數(shù)據(jù)質量和研究效率。洪鑫團隊則基于人工智能算法對實驗與理論數(shù)據(jù)進行建模，從分子片段指紋和空間構型中提取關鍵描述符，建立了反應選擇性的機器學習模型。
結合“智能科學家”平臺與AI建模結果，研究團隊發(fā)現(xiàn)了一類具傘狀手性口袋的鈷催化劑體系。該體系通過多重色散作用與空間限域效應協(xié)同提升了反應效率與選擇性，實現(xiàn)了對結構高度相似的兩個烷基基團（如環(huán)戊基/環(huán)丁基）的精準識別。本研究不僅揭示了弱相互作用調(diào)控手性識別的新原理，也為復雜脂肪族分子的立體可控合成提供了新策略。
“智能科學家”助力全脂肪手性碳中心精準構建
研究團隊表示，這一成果體現(xiàn)了以“智能科學家”為核心的精準智能化學研究范式在基礎科學創(chuàng)新中的潛力。通過構建“設計—篩選—建模—推薦—驗證—應用”的高效閉環(huán)體系，實現(xiàn)了從“人工實驗廣泛試錯”向“數(shù)據(jù)與機制協(xié)同驅動”的跨越。未來，團隊將進一步探索更多基于弱相互作用的精準合成反應，從而拓展該體系在藥物分子、功能材料及碳資源高值化轉化等方向的應用。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c15430
（精準智能化學全國重點實驗室、化學與材料科學學院、科研部）
本文鏈接：http://m.albanygandhi.com/news-3-4379.html中國科大“智能科學家”助力全脂肪族手性碳中心精準構建
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