我院叶龙武教授课题组在基于炔烃转化的杂环合成方法学研究方面取得重要进展，相关成果以“Asymmetric Büchner reaction and arene cyclopropanation via copper-catalyzed controllable cyclization of diynes”为题近日发表于Nature Communications（2024, 15, 9227）。
催化不对称去芳构化（CADA）已被证明是将芳香化合物转化为三维分子的极具吸引力的合成策略之一。但是，目前高效的CADA反应主要集中在富电子芳香环，如吲哚、酚类等。相比之下，有关具有固有芳香稳定性的简单苯和萘类化合物的CADA反应则较少报道。作为一种独特的非活化芳烃扩环去芳构化反应，Büchner反应及相关的芳烃环丙烷化反应已成为直接合成官能团化环庚三烯与降蒈二烯（norcaradiene）的实用策略。然而，通过非重氮途径实现的不对称Büchner反应十分罕见，且基于炔烃的相关芳烃环丙烷化反应尚未见报道。
近年来，叶龙武课题组通过手性π酸活化炔烃，实现了一系列重要手性氮杂环的高效高选择性合成，相关研究成果发表在Nat. Chem. (2021, 13, 1093), Nat. Commun. (2019, 10, 3234; 2023, 14, 7058; 2024, 15, 2232), Sci. Adv. (2023, 9, eadg4648; 2024, 10, eadq7767), J. Am. Chem. Soc (2019, 141, 16961; 2020, 142, 7618; 2020, 142, 3636), Angew. Chem. Int. Ed. (2019, 58, 9632; 2019, 58, 16252; 2020, 59, 1666; 2020, 59, 17984; 2021, 60, 27164; 2022, 61, e202115554; 2022, 61, e.202201436; 2022, 61, e202204603; 2022, 61, e202210637; 2023, 62, e202216923; 2023, 62, e202303670; 2024, 63, e202411709)等。近日，课题组基于其先前有关手性铜催化二炔环化反应的研究基础，从芳基取代的1,5-二炔底物出发，以手性Cu(I)作为催化剂，通过不同类型的芳基来捕获经二炔环化产生的烯基阳离子，高效、高对映选择性和可控地合成了系列手性三环并环庚三烯和苯并降蒈二烯。该反应具有以下特点：（1）首例基于炔烃的不对称芳烃环丙烷化反应；（2）首例基于烯基阳离子途径实现的不对称Büchner反应；（3）可控的基于非活化芳烃的催化不对称去芳构化（CADA）。同时，该反应展现出良好的底物普适性，大多数例子都表现出优秀的对映选择性和产率。理论计算进一步支持了烯基阳离子参与的去芳构化环化机制，并阐明了对映选择性的根源。
该研究工作主要由叶龙武教授课题组2023级博士生郑颜欣完成，并得到课题组其他研究生和本科生协助，理论计算部分由浙江大学洪鑫教授课题组完成，特别感谢魏赞斌工程师协助完成单晶测试。研究工作得到国家自然科学基金委（22125108、22121001、22331004）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53605-7
