六元（手性）饱和杂环或碳环结构广泛存在于药物分子和天然产物中，具有重要的应用价值。芳烃催化氢化是构建此类环状结构最直接、高效的方法之一。然而，对于萘分子而言，两个苯环的芳香性差异较小，要实现单一苯环的精准可控还原，目前仍缺乏理想的策略。

化学所分子识别与功能实验室范青华团队长期致力于芳香化合物选择性催化氢化难题。2008年，该团队首次发现非磷手性二胺金属配合物可作为氮杂芳烃的高效不对称氢化催化剂，并提出“抗衡阴离子导向”的不对称催化氢化新机制（图1），并在杂芳烃不对称氢化领域取得了系列创新成果。

近期，在科技部、国家自然科学基金委及北京分子科学国家研究中心支持下，该团队聚焦于更具挑战性的全碳环芳烃催化氢化，分别提出“双金属异相-均相协同接力催化”（CCS Chem.2023,5,2277−2289）及“金属催化底物-氢气协同活化”（图1）两种策略（J. Am. Chem. Soc.2025,147,5197−5211;J. Am. Chem. Soc.2025,147,36911–36919），首次实现萘酚、萘胺类衍生物的高效、高对映选择性不对称氢化。

图1. 芳烃不对称氢化的催化活化新机制

在上述工作基础上，团队采用市售且可回收的Pd/Al₂O₃多相催化剂，实现膦氧基取代萘衍生物两个苯环的高区域选择性氢化（图2）。该方法可高效构建结构多样化的1,2,3,4-四氢萘-1-基及5,6,7,8-四氢萘-2-基膦氧化合物，产率高达99%，区域选择性>95:5 rr。尤为重要的是，研究发现区域选择性由膦氧基的取代位点主导：C1位取代优先氢化含膦氧基的官能化苯环，而C2位取代则发生反转，优先氢化非官能化苯环。这一现象揭示了取代基位置与电子效应对反应路径的协同调控机制，深化了对芳环选择性氢化过程的理解。此外，团队通过合成新型手性P,N-配体及H₈-Cy-BINAP双膦配体，验证了该方法在手性含膦配体合成中的实用价值。

图2. 膦氧基取代萘衍生物的区域选择性氢化

该研究不仅为官能化多环芳烃的区域选择性氢化研究提供了新思路，也为从易得芳香化合物出发，绿色、高效制备高附加值精细化学品构建了新平台。

相关成果近期以“Unusual Regioselectivity in Pd-Catalyzed Heterogeneous Aromatic Hydrogenation of P^V−Functionalized Naphthalene Derivatives”为题，发表于J. Am. Chem. Soc.（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c16485）。论文第一作者是博士生孟庆端，通讯作者是范青华研究员与郝伟研究员。

分子识别与功能实验室

2025年12月4日