第四軍醫大學藥學系的陳衛平課題組和英國利物浦大學的肖建良課題組合作在ACS Catalysis上發表了題為“N,O- vs N,C-Chelation in half- sandwich iridium complexes: A dramatic effect on enantioselectivity in asymmetric transfer hydrogenation of ketones”的通訊文章。文章一經發表即得到Nature子刊Nature Reviews Chemistry以“A N,O hope”為題作亮點介紹（Nat. Rev. Chem., 2018, 2, 201）。第四軍醫大學藥學系2018級的博士研究生周鋼為論文的第一作者，陳衛平和肖建良為共同通訊作者。
該研究最初設計是基于作者在手性配體方面有關次級相互作用的工作基礎，試圖在手性N,C-環銥絡合物中引入次級相互作用基團，希望不對稱還原胺化能通過過渡態1進行，從而使用肖建良課題組發展的N,C-環銥催化劑2實現高不對稱誘導。
在新型手性N,C-銥催化劑的研究中，周鋼博士意外得到了結構新穎的N,O-銥絡合物。進一步的研究發現，反應中水的含量直接影響兩種配位模式的形成，從同一手性配體出發可簡便并選擇性地合成N,C-或N,O-銥絡合物。他們首次發現螯合模式對銥絡合物的催化活性和對映選擇性有極大的影響，N,O-銥絡合物在芳香酮的不對稱轉移氫化中具有高對映選擇性，而在相同條件下N,C-銥絡合物幾乎沒有選擇性；此外，在研究中，他們還首次發現了甲酸與不同胺組成的氫源對N,O-銥絡合物催化的不對稱轉移氫化具有極大影響，以甲酸-異丙胺混合物為氫源，以N,O-銥絡合物為催化劑，芳香酮的不對稱轉移氫化可取得高達99%的對映選擇性。
N,O-銥絡合物催化的不對轉移氫化可能的機理如圖所示。銨鹽正離子參與決定對映選擇性的過渡態，銨鹽中的質子通過與N,O-配體的羧基和酮的羰基氧形成氫鍵，這樣的氫鍵將有助于降低過渡態的能壘，利于Ir-H轉移到羰基碳上，從而實現高對映選擇性不對稱轉移氫化。
這一研究結果不僅首次揭示了螯合模式對手性過渡金屬催化劑催化活性和對映選擇性的巨大影響，而且說明通過手性N,O配體的合理設計，有望發展出新型、高效的N,O螯合手性過渡金屬催化劑。該研究得到國家自然科學基金和國家留學基金委的支持。
該論文作者為：Gang Zhou, Ahmed H. Aboo, Craig M. Robertson, Ruixia Liu, Zhenhua Li, Konstantin Luzyanin, Neil G. Berry, Weiping Chen and Jianliang Xiao
