柱[n]芳烃在生物医学、材料科学和超分子凝胶中有广泛的应用,特别是对映体纯柱[5]芳烃因其在对映体选择性主客体识别、手性传感、不对称催化等领域的关键作用而备受重视。
目前对映体纯柱[n]芳烃的制备方法主要依赖于拆分剂或手性高效液相色谱(HPLC)分离,然而,通过不对称催化合成这些化合物仍然具有挑战性。
2025年3月10日,青岛大学刘人荣、席龙龙在国际顶级期刊Nature Communications上发表了题为《Enantioselective construction of inherently chiral pillar[5]arenes via palladium-catalysed Suzuki–Miyaura cross-coupling》的研究论文,栾廷瑞、孙澈为论文共同第一作者,刘人荣、席龙龙为论文共同通讯作者。

刘人荣,青岛大学特聘三层次教授,2013年理学博士毕业于华东师范大学,2018年博士后就读于浙江大学,并于2019年前往美国科罗拉多州大学学习,毕业于于青岛大学任职教授。
刘人荣教授主要研究方向为不对称催化有机合成,目前研究重点在不对称轴手性合成、过渡金属催化合成方法学及重要药物分子工艺开发。在J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Chem. Sci.,ACS Catal.等国际知名杂志上发表文章五十余篇。

席龙龙,副教授,2018年本科毕业于山东大学,2023年博士毕业于南京大学,后于青岛大学化学化工学院应用化学系任职。
席龙龙副教授研究方向为有机合成方法学、不对称催化、药物活性分子的设计和开发。目前已在Nat. Commun、Chin. Chem. Lett.、Chin. J. Org. Chem.、Org. Chem. Front.等期刊发表多篇论文。

该论文开发了一种不对称扩展侧臂Suzuki-Miyaura交叉偶联策略,使用钯催化剂和Sadphos配体构建具有优异产率和高对映选择性的固有手性柱状[5]芳烃。
该反应范围不仅限于芳基硼酸,还包括2-芳乙烯基硼酸和其他多三氟甲磺酸酯(OTf)取代的底物,均能高效地产生所需产物。
进一步探索合成应用以及光物理和手性光学分析,证实了这些手性柱状[5]芳烃在多学科领域的多样化应用潜力。

图1:手性柱状[n]芳烃的背景与制备

图2:材料与2-苯基乙烯基硼酸5的反应

图3:钯催化的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的扩展应用

图4:光物理和光学性质研究

图5:机理研究
该研究开发了一种通过钯催化的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应构建手性柱[5]芳烃的新方法。
该方法利用Sadphos配体实现了高收率(最高达98%)和高对映选择性(最高达99% ee)的合成,并扩展了反应底物范围,包括芳基硼酸和2-芳基乙烯基硼酸等。
这一成果不仅为手性大环化合物的合成提供了新的策略,还通过光物理和圆偏振发光(CPL)性质的研究展示了其在材料科学和超分子化学中的潜在应用前景,例如开发新型手性有机发光材料和圆偏振有机电致发光器件(CP-OLEDs)。
Luan, TR., Sun, C., Tian, YL. et al. Enantioselective construction of inherently chiral pillar[5]arenes via palladium-catalysed Suzuki–Miyaura cross-coupling. Nat Commun 16, 2370 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57461-x