我国学者在桥环化合物的高效合成方面取得新进展

作者: 周荣 付雪峰 发布 : 化学科学部

在国家自然科学基金项目（项目编号：21971105）的资助下，南方科技大学李闯创研究团队与理论计算化学家K. Houk团队合作，在桥环化合物的合成领域取得重要进展。该成果以“铑催化分子内II型（3+2）偶极环加成反应高效合成桥环体系（Facile generation of bridged medium-sized polycyclic systems by rhodium-catalysed intramolecular (3+2) dipolar cycloadditions）”为题，于近期发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25513-7

桥环化合物是一类广泛存在于天然之中的有机化合物，通常具有重要的生理活性，如著名的抗癌药物紫杉醇、抗疟疾药物青蒿素等。由于桥环体系相对于并环体系具有更大的环张力，从而合成难度更大。目前文献中[m.n.1]桥环环系的构建方法相对较多，但对于挑战性的 [m.n.2] 桥环环系的直接构建并没有高效与通用的策略。

南方科技大学李闯创教授团队在前期发展的Type II [5+2]反应的研究基础上（Acc. Chem. Res., 2020, 53, 703.），与K. Houk教授团队合作，首次提出了Type II (3+2)环加成反应，实现了[m.n.2] 桥环环系的高效合成。该策略基于偶极环加成反应，经过巧妙的底物设计实现[m.n.2] 桥环体系的立体专一性和化学专一性构建。反应一步生成多个化学键、多个环系以及多个手性中心。对于挑战性的8元、9元环等中环体系都能顺利合成。以Type II (3+2)反应为关键策略，完成了具有治疗糖尿病活性的天然产物nakafuran-8的首次不对称全合成（图）。该Type II (3+2)反应的建立，为桥环体系的高效合成提供了一种重要的新方法与新策略，将推动含桥环骨架的新药研发。

图. Type II（3+2）反应和天然产物nakafuran-8的不对称全合成