光化学反应由于具有可持续性、环境友好、耗能少等优点,近年来得到迅速的发展,随着人们对可再生能源认识的加深,以可见光作为驱动力的化学转化反应取得了令人瞩目的成绩。不对称催化是当前制备具有光学纯分子的高效途经,但传统不对称催化手段很难实现基态稳定的转化,因此发展与传统不对称催化技术互补的方法学迫在眉睫;在此背景下,可见光诱导的不对称光化学合成应运而生,这不仅符合“绿色化学”的理念,而且又可开发经典基态催化手段未能实现的化学转化反应。不对称光化学合成包括多种形式,本课题组主要致力于开发光氧化还原催化与有机催化相结合的协同催化策略。利用该策略,我们实现了多种具有重要生物活性分子的构建。调研文献发现,α-羟基氮杂芳烃及其衍生物是许多天然产物、具有药理活性分子的基本骨架。获得该类化合物最直接有效的方式便是对氮杂芳基酮选择性还原。然而其不对称还原具有三个挑战:其一,氮杂芳烃部分和酮部分都是拉电子基团,反应中两者可能相互活化,从而导致其反应选择性不好;其二,反应中由于含氮杂环往往能毒化金属、路易斯酸催化剂,其催化剂往往较难循环;其三,还原试剂选择,除了氢气这种高危险气体之外,寻找稳定、安全的还原剂也是很大的难题。基于此,本课题通过光氧化还原协同不对称催化策略,即借助实验室自主研发的有机光敏剂DPZ协同手性质子酸的双催化体系,在可见光诱导下,对氮杂芳基酮进行对映选择性还原。转化过程包括两步单电子还原和对映选择性质子化等一系列过程,最终实现了氮杂芳烃取代的手性仲醇的合成。该策略利用光氧化还原中性的特点克服了手性催化剂较难循环的难题;同时发展了未修饰氮杂芳基酮的高立体选择性还原;另外,各种氮杂芳环包括喹啉、啡啶、苯并噻唑、苯并咪唑等均能很好实现该类转化。