5月13日，Science（《科学》）在线发表了武汉大学高等研究院阴国印教授课题组在合成化学领域的最新研究成果。该研究利用“金属迁移”策略，解决了环己烷合成领域长期存在的难题，打开了热力学不稳定取代环己烷模式化合成的大门，让复杂药物分子的合成变得更加简单高效。

论文题为“Modular access to substituted cyclohexanes with kinetic stereocontrol”（《动力学控制的取代环己烷的模式化合成》），武汉大学高等研究院为该论文第一署名单位，阴国印为第一通讯作者，高等研究院2018级博士研究生李阳阳为第一作者，西班牙拉里奥哈大学的博士后Ignacio Funes-Ardoiz为该研究机理解释提供了理论计算支持、为该论文的共同通讯作者，课题组博士研究生李玉强、史宏进和硕士研究生魏红、李浩阳为该项研究实验部分做出了重要贡献。

与平面的生物同位体相比，具有三维复杂的几何形状的药物分子，通常具备更好的生物活性和物理特征。因此，创建高效的合成方法，以立体定向的方式构建饱和环状化合物一直是合成化学领域的研究热点。环己烷的一个取代基在平伏键，另一个在直立键，即1,2-cis,1,3-trans,1,4-cis取代模式，广泛存在于药物分子中。

此外，它们往往表现出比其热力学上有利的同分异构体更好的生物活性。自从1928年Diels和Alder报道环戊二烯与顺丁烯二酸酐的环加成反应后，人们一直没有停止对环己烷合成的探索，然而到目前为止，仍未有一种高效的、模式化合成动力学控制的取代环己烷（即1,2-顺式，1,3-反式以及1,4-顺式构型的环己烷）的方法。

阴国印课题组在前期烯烃1,1-碳硼化工作（Nat. Catal. 2020, 3, 951-958等）的基础上，利用“金属迁移”策略，以简单易得的环外烯烃为原料，开创了一种简单、高效合成1,2-顺式、1,3-反式以及1,4-顺式取代环己烷的方法，并且该方法具有优异的立体选择性以及底物兼容性。

机理实验以及DFT理论计算研究表明，大位阻硼酸酯基的引入对于反应的立体控制具有至关重要的作用。该研究不仅代表了环己烷合成的重大突破，也是“金属迁移”策略在合成中应用的重要进展，还将为药物化学的研究以及重要生物活性分子的发现提供物质基础。

该研究工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金以及武汉大学人才启动经费等项目的资助。

▲阴国印教授课题组成员▲

阴国印，武汉大学高等研究院教授、博士生导师、副院长（挂职）、九三学社社员。自2016年8月以特聘研究员的身份入职高等研究院以来，一直致力于“金属迁移”领域研究，通过利用过渡金属与硼的“d-p相互作用”、过渡金属与不饱和键的“d-π相互作用”、以及“配体调控”三种策略，对烷基镍发生链迁移时的位点选择性进行精准调控，实现了一系列普通非活化烯烃1,1- 或1,3-官能团化的转化反应，并对反应中涉及的多层次选择性调控进行了详细探讨。

这些研究为烷基硼类化合物的简洁、高效合成提供了新方法，为复杂功能分子的逆合成分析提供了新思路，逐渐形成了以“烯烃迁移碳硼化”为特色的系统性研究工作。截止目前，以通讯作者身份发表1篇Science、 1篇 Nature Catalysis，以及多篇化学类一区Top期刊论文。2017年获Thieme Chemistry Journals Award，2021年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金的支持。

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武汉大学

-luojia1893-

感谢武汉大学高等研究院

封面图：王峻菁

摄影：金鑫

责编：范思哲

审核：邢知博

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