英国的研究人员已经证明，使用从金鸡纳生物碱中提取的催化剂，可以选择性地从对称分子中提取氢原子。研究人员继续利用产生的手性自由基形成碳-碳键。他们认为，这项工作可能会在制药和其他合成化学领域得到广泛应用。

　　催化剂是从金鸡纳生物碱中提取的

　　氢原子转移是化学中一个基本的机械过程，对称化合物的氢原子对映选择性转移可使产物具有手性。原则上，这既可以通过对映选择性地将氢原子附着在非手性自由基上，也可以通过从对称分子中选择性地去除两个氢原子中的一个，从而产生一个手性分子，该分子随后可以形成进一步的键。研究人员在第一种策略上取得了重大成功，但在第二种策略上的进展仍然难以捉摸。

　　2015年，美国普林斯顿大学的有机化学家大卫·麦克米伦（David MacMillan）小组（他因在不对称有机催化方面的工作而获得了2021年诺贝尔奖）发现，喹那定可以作为一种多功能催化剂，在醇类附近提取氢原子，随后被广泛使用。然而，麦克米伦的工作并没有探索在这个过程中诱导手性的可能性。英国剑桥大学（University of Cambridge）的罗伯特?菲普斯（Robert Phipps）说：“到那时，他的团队基本上已经从（不对称有机催化）领域向前迈进了一步。”

　　在这项新研究中，菲普斯和他的同事们研究了从金鸡纳生物碱中提取的手性喹啉，在蓝光和光催化剂的作用下催化中二元醇的不对称反应。这使得一个高度选择性的外映过程——一种类型的立体异构体相互转化为另一种——在取代来自硫醇的氢原子之后。该催化剂由金鸡纳生物碱直接加氢而得，反应性和对映选择性较差。菲普斯说：“我们发现，如果你把羟基换成受保护的胺，并把立体中心颠倒过来，那么它就会成为这个过程中更好的催化剂。”研究人员现在正与计算化学家合作来解释这一点。

　　这种新催化剂能够选择性地使二醇异构化

　　该团队继续证明，通过使用缺电子烯烃捕获手性自由基，它可以形成碳-碳键，制造出各种各样的新化合物。菲普斯认为，未来的影响可能是广泛的。他说：“基于自由基的化学现在是非常主流的，无论是在药物化学、材料化学还是生物应用中，其中很多都越来越多地归功于光氧化还原催化的日益普及。”“我们正在展示一个原理证明，这是可以做到的，所以如果人们在他们的方法中使用喹那定，也许他们会考虑把它换掉，使用手性版本，看看选择性是否会改变。”这种催化剂也有可能用于位点选择性化学，因为如果一个分子有不同的位置，你就可以控制它的位置。”

　　普林斯顿大学（Princeton University）有机化学家托德?海斯特（Todd Hyster）说，我认为这篇论文很棒。“也许在产品选择性方面，它目前的合成价值并不高——有很多很好的方法可以立体选择性地制造顺式和反式二醇，但它开启了能够进行催化剂控制的氢原子转移事件的概念……该领域仍然非常重要的壮举之一是能够控制后期氢原子转移事件的化学选择性或区域选择性，我认为这可能是实现这一目标的真正重要的第一步。”