南方科技大学,Science+1!
纳米人
2026-05-24 21:15
文章摘要
本文针对不对称能量转移(EnT)光催化中普遍存在的空间隔离导致能量转移效率低下的问题展开研究。传统双催化体系中,手性催化剂与底物的空间距离限制了基于德克斯特机制的三线态能量传递,且部分手性骨架还会竞争性吸收能量,抑制反应活性。为此,南方科技大学谭斌团队提出了“接力能量转移”催化新范式,设计并合成了一类新型手性能量转移酸(CETA)催化剂。该催化剂集能量载体、催化位点和手性元素于一体,充当光敏剂与底物间的能量桥梁,有效规避了空间距离限制。通过系统的催化剂筛选与优化,团队发现CETA-7催化剂在喹啉与烯烃的不对称脱芳构[4+2]环加成反应中表现出卓越性能,以94%的收率、99:1的区域选择性和90%的对映选择性获得目标产物。机理研究表明,CETA通过与底物形成氢键离子对,建立高效的能量传递通道,并将活性三线态中间体寿命从2.73 ns显著延长至80.5 ns,极大提升了反应活性。该方法展现出广泛的底物适用范围和良好的官能团兼容性,并成功应用于药物分子的后期修饰。这项研究不仅解决了不对称光催化中长期存在的空间隔离屏障问题,也为开发新型高效光催化不对称反应提供了全新的理论框架和技术路径。
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