图 不对称有机催化控制氮手性
在国家自然科学基金（批准号：22425011、22231004、22271135）资助下，南方科技大学谭斌团队在氮手性领域研究取得进展，相关成果以“不对称有机催化控制三角锥形氮中心手性（Controlling pyramidal nitrogen chirality by asymmetric organocatalysis）”为题，2025年11月12日在线发表于《自然》（Nature）期刊，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09607-6。
手性在自然界中广泛存在，与人类生命及日常生活密切相关。发展手性物质的不对称合成方法是合成化学领域的核心挑战与前沿方向，不仅具有重要的学术意义，也展现出广阔的应用前景。然而，长期以来，不对称合成的研究主要集中于构型稳定的碳手性中心，其他杂原子手性中心的研究则主要局限于硫、磷和硅等原子。氮元素作为生命体系中的重要组成元素，在自然界和生物体内广泛存在。尽管氮原子因其三角锥形的空间结构也可作为手性中心，但由于其较低的消旋能垒导致构型易于翻转，通常难以获得光学纯的对映体。因此，该类分子的催化不对称合成至今仍是合成化学领域中的一个重大挑战。
针对上述挑战，该研究团队采用手性磷酸催化策略，成功开发了羟胺类底物的催化不对称氯化反应。该方法在实现高立体选择性的同时，显著提高了产物构型的稳定性，实现了非环状氮中心手性分子的高效构建。为获得稳定的手性产物，研究团队设计了基于分子内亲核取代反应，通过SN2路径完成手性转移，合成了以氮原子为唯一手性中心且构型稳定的氮手性分子。此外，为了增强氮手性的稳定性，该团队进一步引入螺环结构，开发出构型更稳定的氮杂环丙烷类氮手性化合物；在此基础上，通过不对称氯化反应实现了该类化合物的催化不对称合成，高效实现了氮手性的选择性控制。综上所述，该团队解决了不对称催化领域中氮手性控制的科学难题，为氮手性化学的发展提供了新的思路。