环丙烷结构在药物、天然产物和材料科学中的广泛存在，开发高效、多功能的不对称催化方法合成手性环丙烷的具有十分重要的意义。过渡金属催化烯烃与重氮化合物的不对称环丙烷化反应是一种直接且有效的方法。尽管手性金属卟啉作为催化剂已被应用于合成含有手性环丙烷类化合物，但辅助双电子金属类催化剂缺乏高效通用的的手性卟啉骨架。近日，化学科学与工程学院郑生财/赵晓明团队在前期开发出的新型C₄对称轴向手性β-芳基卟啉配体辅助铱金属C(sp³)−H键烷基化反应基础上，进一步研究了该配体骨架辅助铱金属催化烯烃与苯基重氮乙酸酯的不对称环丙烷化反应。相关研究成果以“Highly diastereoselective and enantioselective cyclopropanation of alkenes catalyzed by a chiral iridium(III) porphyrin complex”为题在线发表于国际知名期刊《化学催化》（Chem Catalysis）。

该卟啉辅助的铱金属催化剂具有高催化活性，模板反应中TON值可达2140。为深入了解该反应，作者对该反应的机理进行相关研究，Hammett线性相关性分析结合氘代实验表明该反应为协同异步（asynchronous concerted）过程，说明金属卡宾可能以协同方式参与反应，而非经历离域碳正离子过程。同时，该反应的环丙烷产物含有可控制多官能团，适合作为后续转化的合成砌块，作者通过三氯乙基脱除和钯催化C–H芳基化得到手性四环化合物。

图1 机理实验

同济大学化学科学与工程学院博士研究生李圣雨、袁珊珊为论文共同第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金以及同济大学（中央高校基本科研业务费专项资金项目）的资金支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.checat.2024.101262