高兵教授课题组在硫中心手性化学领域取得进展

近日，化学化工学院高兵教授课题组在高价硫中心手性调控领域取得突破，发展了立体选择性配体交换策略，实现六价硫中心手性分子模块化合成。

硫元素及其分子广泛分布于自然界各地理维度和物质层次，还享有元素界“变色龙”的美誉，可以在多重氧化态之间自由切换，进而创造丰富的功能。近年来，硫中心手性分子在药物、材料、合成等领域的价值和需求显著提升。在传统的硫中心手性分子合成化学中，六价硫手性过渡依赖四价硫手性分子为前体获得，通常先制备光学活性的四价硫，再将其手性转移至六价硫。另一种研究思路是先制备前手性六价硫分子，随后对邻近硫中心的碳（杂）原子进行修饰达到去对称化效果，硫中心直接的化学改造无法完成，结构多样性和功能也必然有限。

高兵课题组近年来主要围绕硫中心手性分子的合成和应用展开研究工作。针对上述问题，课题组提出六价硫中心连续配体交换的手性合成策略，类似于春季花园里的果树嫁接，将主干上的原生枝条剪掉，插上不同的果枝并做好修复。然而，对微观分子做手术实现配体交换的分步有序、立体可控是极具挑战性的任务。受硫氟交换点击化学的启发，课题组找到了SOF4分子作为前体，通过三步配体交换反应分别将四根S-F键置换为S=N、S-C、S-N、S-O键等。借助手性配体调控配体交换过程的立体选择性，可以获得任意单一构型的产物。该方法为一系列六价硫中心手性分子的合成提供了一个模块化平台，同时也对点击化学发展具有重要意义。

该项研究的核心设计理念和实施方案。

相关工作以“Enantioselective sulfur(VI) fluoride exchange reaction of iminosulfur oxydifluorides”为题发表在国际化学顶级期刊Nature Chemistry。该研究工作得到上海交通大学董佳家课题组的支持和帮助，为课题提供关键原料和技术支撑；中科院上海有机化学研究所、杭州高等研究院薛小松课题组在机理研究和理论计算方面做出了重要贡献。两位教授和所在单位均为共同通讯；湖南大学为第一通讯单位。湖南大学化学化工学院博士生彭志媛为论文的第一作者，合作单位孙守军博士、郑蒙蒙博士为共同第一作者。此外，中山大学李苏华教授也对课题开展提供了宝贵建议。该项目得到了国家自然科学基金委、湖南大学化学化工学院、化学生物传感与计量学国家重点实验室支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-024-01452-w