顶刊速递！周其林院士团队再发JACS，expression CMS-L质谱仪助力C(sp³)−H键氧化偶联新突破

2026-05-13 16:41:34, 汉尧上海汉尧仪器设备有限公司

近日，南开大学周其林院士、肖力军教授团队与中科院上海有机所薛小松研究员合作，在国际顶级化学期刊《Journal of the American Chemical Society》（JACS, IF=16.383）发表重磅研究成果，开发出一种全新的阳离子铜催化策略，实现了烯丙基/炔丙基 C (sp³)−H 键与羧酸的高对映选择性氧化偶联。该研究中，团队采用 Advion Interchim Scientific 的expression CMS-L质谱仪完成相关检测分析，为反应产物的快速定性、验证提供了精准的技术支撑，助力这项有机合成领域的顺利落地！

打破数十年局限，攻克有机合成 "硬骨头"

C (sp³)−H 键的直接对映选择性官能化是有机合成的终极目标之一，其中通过 C (sp³)−H 键氧化构建 C−O 键，更是合成手性酯、手性醇的核心路径，这类产物广泛存在于天然产物、药物分子和精细化学品中。

但长期以来，该领域面临诸多瓶颈：传统方法依赖过氧酯作为氧源，底物局限于环烯烃，开链烯烃反应性差，且易发生过度氧化生成酮类副产物，严重限制了实际应用。

周其林院士团队此次的研究，一举打破了这些限制：

✅ 摒弃过氧酯，直接以普通羧酸为氧源，大幅提升反应实用性；

✅ 首次将底物拓展至开链烯烃和炔烃，显著扩大反应适用范围；

✅ 在温和条件下（蓝光照射、0℃-10℃）实现高收率（最高 82%）、高对映选择性（er 最高 99:1），还能精准实现位点选择性，避免过度氧化。

应用前景广阔，赋能药物与精细化工

该新方法不仅在基础有机合成领域具有重要意义，更展现出极强的实际应用价值：

✅ 可直接从易得的烯烃、炔烃出发，一步合成各类手性烯丙基酯、炔丙基酯，大幅简化手性氧合化合物的合成步骤；

✅ 成功应用于布洛芬、萘普生等药物分子，以及熊果酸、玉米赤霉烯酮等天然产物的衍生化，实现高立体选择性修饰，为药物研发和天然产物改造提供新路径；

✅ 反应条件温和、底物适用范围广，有望实现工业化应用，推动精细化工、医药领域的绿色合成升级。

硬核技术支撑，expression CMS-L质谱仪全程助力

这项成果的背后，离不开精准的分析检测技术。团队在反应优化、底物拓展、产物验证的全流程中，使用AIS expression CMS-L质谱仪，凭借其核心优势为研究保驾护航。

为了阐明反应机理，研究团队成功合成并表征了关键中间体L3Cu(O''Bu)BArF (Int-I)和L3Cu(OBz)BArF (Int-II)。使用Advion expression CMS-L质谱仪（ESI源）对这些中间体进行了质谱表征：

正离子模式：检测到 [M]⁺ = 471.3177（计算值 471.0800）；

负离子模式：检测到 [BArF]⁻ = 863.2059（计算值 863.0654）。

值得一提的是，传统高分辨质谱由于其电离方式过于剧烈，导致产生碎片，均未能检测到这些中间体，而expression CMS-L凭借其温和的电离条件和灵活的调谐能力，成功捕获了这些“易碎”的关键信号，成为机理研究的“破局利器”，为确认反应中间体提供了直接证据，有力支持了所提出的反应机理。

不仅是检测工具，更是科研“导航仪”

在不对称合成的复杂体系中，expression CMS-L质谱仪如同化学家的“第三只眼”：

✅ 实时监控反应进程，从“事后分析”走向“实时导航”，随时调整反应条件，不再浪费试剂和时间。
✅ 快速定性，分析时间从传统30min缩短至2min；
✅ 高灵敏度与分辨率，精准识别微量产物；
✅ 便携高效，兼容性强，覆盖各类底物与产物。

从反应条件优化时的产物快速筛查，到底物范围拓展后的验证，再到手性酯产物的精准表征，AIS expression CMS-L质谱仪以稳定、精准的表现，成为团队探索反应规律、验证研究成果的重要分析工具，助力研究高效推进。

“expression CMS-L质谱仪让我们从繁琐的纯化-检测循环中解放出来。现在，我们可以在喝咖啡的间隙，确认三个反应瓶里的反应进展。”

—— 周其林院士团队Dr. Liu

强强联合，共探科研新边界

周其林院士团队长期致力于手性催化与 C−H 键官能化研究，此次成果为 C (sp³)−H 键的不对称氧化官能化开辟了全新方向，再次彰显了中国化学家在该领域的国际领先地位。同时也验证了expression CMS-L质谱仪的卓越性能。未来，Advion Interchim Scientific 将继续以高品质的仪器和技术服务，为更多科研团队保驾护航，助力更多前沿研究成果的诞生，推动化学、医药等领域的创新发展！

（注：本文相关研究成果引用自：J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 627−635，作者：Xian-Ming Liu 等，通讯作者：周其林、肖力军、薛小松）

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