N-N轴手性化合物由于其独特的骨架，在有机催化、药物传递以及手性配体领域有着广泛的应用。尤其是吲哚衍生物在药物的发现和开发中起着重要的作用。因此，N-N轴手性吲哚骨架的构建成为一个重要的研究方向。近几年报道合成它的方法有金属催化策略，如铜、钯、铱和铑等催化；有机小分子催化策略如手性磷酸、布朗斯特碱等催化。然而，这些方法主要集中在单一N-N轴手性的构建上。如何不对称催化高效构建多重手性元素具有非常重要的意义。

近日，柔性电子研究院鲁神赐教授课题组和新加坡国立大学Ming Wah Wong教授合作，利用氮杂环卡宾不对称催化（3 + 3）环加成反应，合成了具有邻位中心手性的N-N轴手性吡咯/吲哚骨架六元杂环化合物，实现了该类具有多重手性元素吡咯/吲哚-嘧啶化合物的高非对映选择性和对映选择性合成。相关成果发表在最新的国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。该研究工作是以西北工业大学为第一完成单位和通讯单位，柔性电子研究院2021级博士生王少杰为第一作者，实验部分由鲁神赐教授指导完成，理论计算部分由新加坡国立大学Ming Wah Wong教授指导完成。

图1 氮杂环卡宾不对称催化合成N-N轴手性吡咯/吲哚类化合物

课题组利用氮杂环卡宾催化阻转选择性(3 + 3)环加成反应，通过易得的异硫脲或硫脲分别与烯醛或炔醛环加成反应，实现了N-N轴手性吡咯/吲哚衍生物的高效合成。氮杂环卡宾催化异硫脲与烯醛在氧化剂条件下合成了中等至良好的非对映选择性、优异的对映选择性以及结构多样的相邻中心手性和N-N轴手性吡咯/吲哚衍生物；氮杂环卡宾催化硫脲与炔醛在氧化剂条件下，合成了产率中等至较高、对映体富集的单一N-N轴手性吡咯/吲哚衍生物。该方法具有广泛的底物范围、良好的官能团兼容性。通过实验和密度泛函理论计算对反应机理进行了深入考察，为氮杂环卡宾催化体系的高立体选择性控制能力提供了理论依据。

该项工作得到了中央高校基础研究经费和陕西省自然科学基金的资助。鲁神赐教授长期致力于有机小分子的不对称催化研究，迄今以第一作者或通讯作者在J. Am. Chem. Soc. (1篇), Nat. Commun. (2篇)，Angew. Chem. Int. Ed. (5篇)，ACS Catal. (1篇)，Org. Lett. (4篇)等国际一流著名期刊上发表论文二十余篇。2023年荣获Thieme Chemistry Journals Award。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-44743-z

（文字：王少杰；审核：王学文 ）