Shang-Rui Lee, Yi-Hung Liu, Sheng-Hsien Chiu*
Angew. Chem. Int. Ed., 2026, 0:e8987942

國立臺灣大學 化學系 邱勝賢教授

手性分子的不同鏡像異構物，可能在化學反應、生物活性與材料特性上呈現截然不同的表現，因此，單一鏡像異構物的高純度製備一直是化學研究的重要課題。有別於由共價骨架所定義的點手性、軸手性或平面手性等傳統手性單元，機械手性源自互鎖組件的方向性及其相對排列─即使環與軸本身均不含傳統手性單元，組裝成輪烷後仍可形成一對不可疊合的鏡像異構物。然而，高鏡像純度機械平面手性輪烷的製備，長期受限於合成立體選擇性不足、結構適用範圍狹窄，以及手性固定相高效液相層析分離效率有限等問題，因而難以充分支援後續的功能研究。

本研究提出一套通用、模組化且無須手性固定相高效液相層析的「手性替代輪烷」策略。研究團隊先由含手性輔助基的軸分子與方向性大環形成手性替代輪烷，利用一般矽膠管柱分離其非鏡像異構物(99.9% de)，再透過親核取代移除輔助基，即可在高度立體化學保真度下獲得目標機械平面手性輪烷，並同時回收原手性輔助基。在確認此方法可製備多種高鏡像純度的機械平面手性輪烷(約99.6% ee)後，研究團隊進一步將此策略延伸至共構形機械平面手性[3]輪烷，成功完成其全部三種立體異構物的選擇性合成，立體異構純度均達99.8%。此方法為機械手性分子在不對稱催化、分子辨識及手性光學材料等領域的後續應用，建立了可靠且具擴展性的合成基礎。