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上海有機所金屬有機化學全國重點實驗室何智濤課題組，致力于非經(jīng)典的不對稱?³-取代和活性小分子的立體選擇性合成修飾等研究。近期，該課題組針對核酸類活性分子中全雜原子取代五價磷立體中心的合成難題，通過發(fā)展連續(xù)取代策略，實現(xiàn)了一系列含手性P(V) 中心的骨架制備，包括ProTide類似物、烷氧基磷酰胺、磷酸酯、硫代磷酸酯和膦酰胺等，并用于農(nóng)藥分子(?)-Fenamiphos的高效制備中，展現(xiàn)出較高的應(yīng)用價值（J. Am. Chem. Soc.?2025,doi.org/10.1021/jacs.5c00591）。

全雜原子取代五價磷立體中心廣泛存在于天然產(chǎn)物、藥物、農(nóng)藥和有機催化劑中，例如抗HCV藥物索非布韋和抗COVID-19藥物瑞德昔偉等。全雜原子取代磷單元同樣是生命體中廣泛存在的核酸結(jié)構(gòu)的重要組成部分，基于此所發(fā)展的核酸類藥物開發(fā)技術(shù)（ProTide技術(shù)）即需要制備該類全雜原子取代五價磷立體中心。然而，目前針對該類骨架的不對稱催化合成方法報道非常局限，缺乏有效的和具有普適性的合成思路。何智濤課題組一直致力于活性小分子的立體選擇性合成修飾。前期，該課題組先后建立了三價膦介導的立體選擇性碳/硼-雙糖苷化反應(yīng)（J. Am. Chem. Soc.2022,144,2460）和三價膦苷化反應(yīng)（Angew. Chem. Int. Ed.2025,64,e202420355），為糖類活性分子的修飾提供了若干思路。在此基礎(chǔ)上，該課題組進一步探索解決核酸藥物中五價磷手性中心的構(gòu)建難題。從簡單的酚氧基取代磷酰二氯出發(fā)，利用有機堿催化，借助于連續(xù)取代策略，可以方便地引入不同的親核試劑單元。所得到的產(chǎn)物可以進一步轉(zhuǎn)化制備出更多類型的五價磷立體中心。利用該合成策略，可以實現(xiàn)ProTide類似物和相關(guān)農(nóng)藥分子的簡潔制備。

上海有機所薛小松課題組通過計算研究揭示了立體選擇性控制的起源。路易斯堿催化劑中的芳環(huán)和磷酰二氯底物中的酚氧基間存在π-π相互作用。同時，催化劑中的硫原子和磷酰二氯底物中的氧原子還存在額外的硫鍵相互作用。

圖1 連續(xù)取代構(gòu)建五價磷立體中心

該研究工作主要由何智濤課題組鄭高亮博士完成，計算部分由薛小松課題組張宇辰博士完成。感謝基金委、上海有機所和金屬有機化學全國重點實驗等提供的經(jīng)費支持。