本报讯 近日,我校化学化工学院王斌教授课题组在化学领域权威期刊《美国化学会志》发表题为CatalyticAsymmetriccis-DihydroxylationofQuinonesEnabledbyaFunctionalMimicofRieskeDioxy-genases的研究论文(J.Am.Chem.Soc.2026,https://doi.org/10.1021/jacs.5c20048)。该研究模仿自然界金属酶的催化机制,首次实现了非血红素锰配合物催化醌类化合物的不对称顺式双羟化反应,为手性邻二醇类化合物的高效合成提供了绿色新策略。
我校王斌课题组长期致力于仿生催化研究———一门融合化学与生物学的交叉学科,旨在分子水平上模拟金属酶的催化功能。团队聚焦仿生催化氧化领域,围绕绿色催化与精准合成的核心科学问题,在仿生催化烯烃不对称双羟化与仿生催化C(sp3)-H氧化活化两个方向取得了系统性的研究成果。
受自然界 Rieske双加氧酶的启发(图1D),研究团队设计了一种仿生非血红素锰配合物催化剂,以绿色环保的双氧水(H2O2)或烷基过氧化氢为氧化剂,成功实现了醌类化合物的不对称顺式双羟化反应。该体系在温和条件下表现出优异的化学选择性、区域选择性和对映选择性(高达99% ee),且完全非对映选择性控制。值得一提的是,这是首次将烷基过氧化氢用作顺式双羟化反应的氧化剂,拓展了氧化剂的选择范围。
研究进一步揭示了反应机理:无论使用何种氧化剂,高亲电性的HO-MnV=O均是关键的活性顺式双羟化中间体(图1E),其生成路径随氧化剂不同而有所差异。这一发现深化了对仿生催化体系的理解,为传统Os、Ru等重金属试剂提供了实用且绿色的替代方案。
该研究得到了国家自然科学基金和山东省高层次人才计划等项目的资助。论文第一作者为我校化学化工学院在读博士研究生郑世鑫。
(化学化工学院 勾志明 丁泽宁)