摘要：螺旋烯形分子是引人注目的化学结构，具有独特的扭曲螺旋手性和卓越的特性。尽管在类螺旋烯分子的催化不对称合成方面取得了进展，但多个螺旋烯，特别是四个或更高螺旋度的对映选择性合成仍然具有挑战性，尚未实现。

螺旋烯形分子是引人注目的化学结构，具有独特的扭曲螺旋手性和卓越的特性。尽管在类螺旋烯分子的催化不对称合成方面取得了进展，但多个螺旋烯，特别是四个或更高螺旋度的对映选择性合成仍然具有挑战性，尚未实现。

2025年1月8日，郑州大学贾师琦研究员、重庆大学闫海龙教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Organocatalytic enantioselective synthesis of double S-shaped quadruple helicene-like molecules》的研究论文，Shengli Huang为论文第一作者，贾师琦研究员、闫海龙教授为论文共同通讯作者。

贾师琦，郑州大学化学学院研究员。2016年本科毕业于郑州大学，2021年在重庆大学获得博士学位（导师：闫海龙教授），2022年加入郑州大学。

贾师琦研究员的研究方向为有机合成方法学，以第一作者及共同作者及通讯作者身份发表论文多篇。

闫海龙，重庆大学药学院教授、院长，国家优青（2019）。1981年出生，博士毕业于韩国成均馆大学，师从韩国著名化学家Song Choong Eui教授。随后于2012-2013年在新加坡国立大学进行博士后研究，师从赵宇教授。2013年加入重庆大学独立开展科研工作，2019年晋升为教授。

闫海龙教授的研究方向为1.药物化学：天然产物、药物活性分子的不对称合成。2.轴手性化学：基于联烯醌中间体轴手性分子的构建与应用。3.冠醚催化：利用冠醚催化剂实现手性元素的构建。

其课题组已陆续在国际著名刊物上发表学术论文四十余篇，其中包括Acc. Chem. Res. 、Nat. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、ACS Catal.、Org. Lett.、Adv. Synth. Catal.、Chem. Eur. J.等。部分研究成果作为亮点被Synfacts等刊物评述。

在此，作者报道了一种有机催化[4+2]环加成反应，以获得具有高对映选择性（高达96% e.e.）的双S形四螺旋烯类分子。(P, P, P, P)和(M, M, M, M)构型四螺旋分子的对映选择性合成可以通过调节催化剂的结构来实现。

密度泛函理论（DFT）计算表明，该反应涉及双亚乙烯基邻醌甲基化物（VQM）中间体的形成和两个连续的环加成反应。构型稳定性研究阐明了异构体之间的异构化过程。

此外，作者还研究了类四螺旋烯分子的结构特征和光学性质，以探索其潜在应用。

图1：研究背景及合成策略

图2：反应条件优化

图3：底物范围及合成转化

图4：初步机理研究

图5：DFT计算及提出的机理

图6：构型稳定性

图7：(P, P, P, P)-2a和(P, P, M, M)-2a的晶体结构

图8：化合物2a-c的光物理性能

综上，作者报道了一种有机催化[4+2]环加成反应，实现了具有高对映选择性（高达96% e.e.）的双S形四螺旋烯类分子的一步合成。

该研究团队成功地通过调节催化剂结构实现了(P, P, P, P)和(M, M, M, M)构型的四重螺旋分子的对映选择性合成，为合成具有更高螺旋度的螺旋烯分子提供了新的策略，并探索了其在光学性质和潜在应用方面的独特性。未来有望应用于光学材料、超分子化学、药物化学等领域。

Huang, S., Wen, H., Li, Y. et al. Organocatalytic enantioselective synthesis of double S-shaped quadruple helicene-like molecules. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-024-55590-3.

来源：华算科技