近日，化學化工學院高兵教授課題組在高價硫中心手性調控領域取得突破，發展了立體選擇性配體交換策略，實現六價硫中心手性分子模塊化合成。
硫元素及其分子廣泛分布于自然界各地理維度和物質層次，還享有元素界“變色龍”的美譽，可以在多重氧化態之間自由切換，進而創造豐富的功能。近年來，硫中心手性分子在藥物、材料、合成等領域的價值和需求顯著提升。在傳統的硫中心手性分子合成化學中，六價硫手性過渡依賴四價硫手性分子為前體獲得，通常先制備光學活性的四價硫，再將其手性轉移至六價硫。另一種研究思路是先制備前手性六價硫分子，隨后對鄰近硫中心的碳（雜）原子進行修飾達到去對稱化效果，硫中心直接的化學改造無法完成，結構多樣性和功能也必然有限。
高兵課題組近年來主要圍繞硫中心手性分子的合成和應用展開研究工作。針對上述問題，課題組提出六價硫中心連續配體交換的手性合成策略，類似于春季花園里的果樹嫁接，將主干上的原生枝條剪掉，插上不同的果枝并做好修復。然而，對微觀分子做手術實現配體交換的分步有序、立體可控是極具挑戰性的任務。受硫氟交換點擊化學的啟發，課題組找到了SOF4分子作為前體，通過三步配體交換反應分別將四根S-F鍵置換為S=N、S-C、S-N、S-O鍵等。借助手性配體調控配體交換過程的立體選擇性，可以獲得任意單一構型的產物。該方法為一系列六價硫中心手性分子的合成提供了一個模塊化平臺，同時也對點擊化學發展具有重要意義。
該項研究的核心設計理念和實施方案。
相關工作以“Enantioselective sulfur(VI) fluoride exchange reaction of iminosulfur oxydifluorides”為題發表在國際化學頂級期刊Nature Chemistry。該研究工作得到上海交通大學董佳家課題組的支持和幫助，為課題提供關鍵原料和技術支撐；中科院上海有機化學研究所、杭州高等研究院薛小松課題組在機理研究和理論計算方面做出了重要貢獻。兩位教授和所在單位均為共同通訊；湖南大學為第一通訊單位。湖南大學化學化工學院博士生彭志媛為論文的第一作者，合作單位孫守軍博士、鄭蒙蒙博士為共同第一作者。此外，中山大學李蘇華教授也對課題開展提供了寶貴建議。該項目得到了國家自然科學基金委、湖南大學化學化工學院、化學生物傳感與計量學國家重點實驗室支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41557-024-01452-w
來源：化學化工學院
通訊員：丁楊
責任編輯：余楚倩
