手性N-雜環卡賓（NHCs）金屬配合物由于具有特殊的拓撲結構以及金屬周圍位阻可調控的特點，逐漸成為手性催化研究的熱點。自2001年首例手性NHCs誘導的不對稱加氫反應得以成功實現以來，該領域已有了長足的進步和發展。由于NHCs合成路徑較為便捷，多種具有不同手性元素的NHCs結構被成功開發應用。其中最具代表性的是具有C2或者C1對稱的NHCs金屬配合物。由于卡賓骨架取代基與N-芳基取代基必成反式結構，這種獨特的手性環境對多種手性催化反應具有優異的手性誘導效應。鑒于手性NHCs具有如此重要的應用價值，其手性合成路徑愈發受到研究者們的重視。傳統的合成方法借助手性原料以合成手性NHCs，價格昂貴且對映選擇性難以很好地保持。如何利用簡單的合成路徑或者分離方法實現手性NHCs的制備是當前該領域研究的熱點。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
二、研究內容
近日，法國艾克斯-馬賽大學Herve Clavie教授課題組成功實現從前手性NHCs制備手性NHCs金屬配合物的新合成路徑。相關研究工作發表于J. Am. Chem. Soc上（DOI: 10.1021/jacs.9b12698）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
計算化學是21世紀化學研究領域的杰出代表，2013年因“為復雜化學系統創造了多尺度模型”，馬丁·卡普拉斯、邁可·列維特和阿里耶·瓦舍爾一同獲得諾貝爾化學獎。然而，目前計算化學大多還在扮演著“配角”的作用——證明反應的可行性或者進行反應機理的探討。為此，作者首先進行了大膽的嘗試“理論指導實踐”。作者首先選取具有C1對稱結構的NHCs配合物并對三種結構的NHCs進行了旋轉計算。每種NHCs均具有兩種旋轉方式：卡賓骨架官能團的旋轉和N-芳基結構的旋轉。代表性結構3a-3c的計算結果如下：對于3a，由于四種手性狀態下的配合物具有較小的活化能差，這意味著它們很容易實現轉換而僅能夠得到外消旋體，從而無法實現手性配合物的制備。3b結構具有較大的活化能差。而3c結構N-芳基旋轉的活化能差較小，不具有純手性金屬配合物制備的可行性。基于以上理論研究基礎，作者進行了實驗探索，通過手性制備色譜的分離，成功制備出手性(+)-和(-)-NHCs-CuCl金屬配合物。作者利用手性NHCs銅金屬配合物與AuCl·SMe2或者[Pd(Allyl)Cl]2還成功實現了轉金屬化反應制備出NHCs金或者鈀配合物。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
而對于具有C2對稱結構的配合物，作者也進行了詳盡的探索與研究，發現同樣可以實現手性金屬配合物的成功制備。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
四、研究結論
法國艾克斯-馬賽大學Herve Clavie教授課題組開發了從前手性NHCs制備手性NHCs金屬配合物的新合成路徑，成功制備出具有C1或者C2對稱的多種手性NHCs金屬配合物。
