阻旋異構體（Atropisomers）的手性是指單鍵受位阻、電性等因素影響使旋轉受阻而產生的手性，聯芳基軸手性化合物作為一類重要的阻旋手性化合物廣泛存在于天然產物、手性配體以及藥物分子之中。

2018年，中國科學技術大學顧振華教授團隊實現了銅/噁唑啉催化的環狀二芳基并碘鎓鹽在溫和的反應條件下開環合成了聯芳基軸手性化合物（Chem, 2018, 4, 599–612）（圖1a）。然而，該體系對于大空間位阻的親核試劑并不適用。為了解決這一挑戰，中國科學技術大學的顧振華課題組與龔流柱教授課題組、安徽農業大學的俞杰教授課題組合作，發展了銅/手性陰離子催化的環狀高碘化合物與大位阻芳香胺的不對稱開環。

圖1

（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

考慮到二芳基碘化物中碘原子上具有獨特的正電荷，通過手性陰離子誘導有望解決上述問題（圖1b）。通過高碘化合物陽離子與手性陰離子作用，Cu催化劑不再需要手性配體，從而減小銅周圍的空間位阻，實現與大空間位阻親核試劑的偶聯（圖1c）。在這個設想下，該團隊以2,6-二甲基苯胺作為第二分子底物，經過反應條件的優化可以以91%的產率和94%的ee值得到產物。在此基礎上，作者對底物的適用范圍進行了擴展，結果發現無論芳基上帶有吸電子基、供電子基或者雜環化合物均可以以較好的產率和對映選擇性得到目標產物。同時，在鈀催化下選擇性的官能團化芳基碳碘鍵，而不是生成咔唑衍生物，并且在醋酸鈀的催化下可以克級反應生成氮磷配體，ee值均得到很好保留（圖2）。

圖2

（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

為了探究反應機理，該團隊進行了一系列控制實驗：1.將不同的手性陰離子催化劑加入碘鎓鹽溶液，檢測化學位移的變化; 2.合成化合物6并用于催化反應，可以以相同的對應選擇性得到3a；單晶結構顯示環狀高碘結構采取R-型與鈷鹽堆積（圖3）。同時反應表現出了獨特的CuCl與[Co]*比例的非依賴性：在催化量[Co]*存在下，不同比例CuCl/[Co]*都能以優秀的對映選擇性得到目標產物（圖4）。最后作者認為反應存在兩個“獨立”的催化循環。沒有加入鈷陰離子催化劑，CuCl也能夠催化反應，只是速度較慢；而加入手性鈷陰離子后可以大大加速反應（圖5）。

圖3

（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

圖4

（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

圖5

（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

小結：環狀高碘化合物碘原子帶正電的特性為手性陰離子催化提供了可能，獨特的手性鈷陰離子控制的不對稱開環過程，可將龐大的芳香胺用作有效的偶聯試劑，為快速、高效、經濟地合成結構多樣的聯芳基軸手性化合物提供了新的方法和思路。（Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202008431）