一、【科学背景】
光催化作为现代有机合成的重要工具，能够利用光激发分子电子态，实现传统热反应难以完成的高能化学转化。其中，基于三重态能量转移（EnT）的不对称光催化，因其在构建复杂手性分子方面的独特优势，已成为该领域的前沿方向之一。然而，该领域长期面临一个关键瓶颈——”距离魔咒”。根据经典Dexter能量转移理论，能量转移效率随分子间距离增大呈指数衰减。在实际反应中，为实现手性控制而引入的手性催化剂，往往将底物与光敏剂”隔开”，导致能量传递效率急剧下降。这一”距离障碍”严重制约了反应效率，甚至使许多理论上可行的反应无法发生。
针对上述挑战，南方科技大学谭斌教授团队提出了一种全新的”接力式能量转移（relay EnT）”催化模式。该团队设计了一类新型手性能量转移酸催化剂（CETA），使催化剂兼具手性控制与能量传递双重功能，成为连接光敏剂与底物之间的”能量桥梁”。基于此策略，团队成功实现了喹啉与烯烃之间高选择性的光催化 [4+2] 去芳构化环化反应，突破了传统体系对大量酸促进剂的依赖，同时获得了优异的区域选择性、非对映选择性和对映选择性，为不对称光催化提供了全新的设计范式，相关成果以题目为“A relay energy transfer paradigm for asymmetric photocatalyzed [4+2] cycloadditions”发表于《Science》。
二、【科学贡献】
图1介绍传统不对称能量转移光催化中的距离障碍，并提出“接力式能量转移”新概念以及CETA催化剂设计思路。© 2026 Science
图2 CETA催化剂在喹啉-烯烃[4+2]去芳构化环化中的优化过程，以及相比传统手性酸催化剂的明显优势。© 2026 Science
图3通过晶体结构、DFT计算、瞬态吸收光谱等实验，证明CETA能够作为能量中继，实现光敏剂到喹啉之间的接力式能量转移。© 2026 Science
图4提出完整反应机理，并展示不同喹啉底物在该体系中的高效不对称环化结果。© 2026 Science
图5展示体系对多种烯烃及复杂药物分子的广泛兼容性，以及所得手性产物的后续转化与应用潜力。© 2026 Science
三、【 创新点】
1．首创”接力式能量转移（relay EnT）”模式，突破传统Dexter能量转移的”距离魔咒”，将手性催化剂从单纯的”立体控制者”重新设计为兼具手性控制与能量中继双重功能的”分子桥梁”，实现了光敏剂→催化剂→底物的分步能量传递。
2. 通过调控催化剂的前线轨道空间分布，使其在靠近底物区域具备有效的轨道重叠，为能量接力提供结构基础；同时利用氢键识别预组织底物，实现能量传递效率与立体选择性的协同调控。
3. 重塑反应轨迹与区域选择性，CETA通过氢键预组织底物构象，同时调控能量流向与进攻方向，实现区域选择性、非对映选择性、对映选择性的三重精准控制，甚至逆转传统酸催化下的固有区域选择性偏好。
四、【 科学启迪】
本研究揭示了光敏剂与活化底物之间因催化剂介导的空间隔离而产生的能量转移（EnT）障碍，这是不对称能量转移光催化领域中一个根本性的瓶颈——一个长期被忽视、却严重损害反应效率与可行性的关键因素。为突破这一瓶颈并克服Dexter能量转移固有的距离限制，验证了一种接力式能量转移（relay EnT）催化模式：手性催化剂作为关键媒介，桥接光敏剂与底物之间的能量转移。基于该接力能量转移策略理性设计的Brønsted酸催化剂CETA，成功使喹啉与烯烃之间的去芳构化环化反应摆脱了对化学计量催化剂的依赖。此外，通过调控CETA骨架侧臂的可调性，研究团队便捷地获得了CETA-7——一种高效强力的催化剂，展现出优异的区域选择性和立体选择性控制能力。
原文详情：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb8506#tab-contributors
