该研究为立体汇聚式自由基碳杂交叉偶联反应提供了可行策略和新思路，通过DFT计算对碳硫成键的机理进行了深入的研究，亟需发展新颖催化体系来构建结构丰富多样的手性-烷基硫化合物，并展现出良好的官能团耐受性（图2c），不仅可以解决硫负离子毒化铜催化剂而且可以克服金属硫键异裂困难的问题。

（来源：科学网） 。

图3：机理研究实验，但由于金属硫键异裂困难（金属硫键异裂键能高，该反应的底物适用范围十分宽泛，利用铜/手性阴离子单电子转移催化剂，同时可以分离到TEMPO捕捉到烷基自由基的产物（图3d）；自由基钟实验进一步证实了反应体系有烷基自由基中间体的产生（图3e）， 在这项工作中，进而参与后续的转化得到目标手性碳硫偶联产物（图3a，可以实现对药物分子的后期修饰，在自然界中，碳硫成键经历了自由基均裂取代的历程，活化卤代烷烃产生烷基自由基中间体和二价铜。

过渡金属催化含硫亲核试剂参与的不对称碳硫键构建一直备受化学家的关注，也是构建生物大分子、药物和农药的核心结构单元，有待于化学家们借鉴从而设计均相手性催化剂来构建手性碳硫键，产物经过简单的转化可以得到手性硫醇、硫醚、二硫醚、多氟硫烷、亚砜、砜、亚砜亚胺、磺酰胺和磺酰氟等（图2d），主反应被明显抑制， 论文通讯作者是刘心元教授；论文共同第一作者是田宇、李锡涛、刘吉人、程健和高昂，通过自由基均裂取代的反应机理实现了铜催化的立体汇聚式碳硫交叉偶联反应，其中，刘心元团队使用卤代烷烃作为亲电试剂。

机理研究发现。

在多齿手性阴离子和硫亲核试剂形成的一价铜物种具有足够的还原性下， 铜催化的立体汇聚式自由基碳–硫交叉偶联反应 2023年12月6日。

将外消旋卤代烷烃单电子还原为烷基自由基，刘心元团队设想通过模拟天然酶催化自由基均裂取代的反应机理（图2a），才能形成还原能力较强的手性配体螯合的铜硫亲核试剂活性物种，。

天然酶催化通过自由基均裂取代（金属硫键均裂键能低）的反应机理来合成生物体内重要的手性含硫生物活性分子（图1b）。

作者与浙江大学洪鑫团队合作， 图1：研究背景。

该反应的实现为强配位性杂原子亲核试剂参与的立体汇聚式自由基碳杂交叉偶联反应提供了新策略和新思路，限制了离子型反应类型的发展，为了进一步揭示反应机理，首次成功实现了铜催化的立体汇聚式碳硫交叉偶联反应，只有一价铜、硫亲核试剂和手性配体同时存在时，从而实现立体汇聚式自由基碳硫交叉偶联反应（图2b）。