联烯化合物由于其独特的结构和性质，使得其在合成化学、药物化学和材料科学等领域都有重要用途，因此它的合成一直备受化学家们的广泛关注。近年来，不对称金属催化和有机催化等方法的快速发展为手性联烯的不对称催化合成提供了有效的方法和途径，但大多数研究主要集中于线性联烯或者1,2-环外联烯的合成；手性1,3-环内联烯的高效、高对映选择性合成一直是联烯合成领域的一个重要挑战（图1a）。尤其是，具有中环结构的环内联烯由于其较大的环张力和复杂的手性环境（中心手性、联烯轴手性等）等不利因素，使得其不对称催化合成极具挑战性，迫切需要发展新的策略用于该类化合物的高效、高选择性合成。
近日，华中师范大学的陆良秋教授与肖文精教授团队发展了一种不对称偶极环化/Cope重排序列反应策略，为有效构建这类手性环内联烯骨架提供了新方法。该策略先利用钯稳定的金属偶极体与烯炔酮类底物发生催化不对称的（3+2）偶极环化反应，生成的手性五元环中间体通过烯炔Cope重排完成扩环反应，最终成功实现手性九元环内联烯的高效、高对映选择性合成（图1b）。值得一提的是，他们团队前期发展的手性磷硫配体对该串联过程的立体选择性控制和高的反应效率起到至关重要的作用。
图1 在最优条件下，作者对烯炔酮底物以及乙烯基碳酸酯底物的适用范围进行了考察。结果表明，对于不同电性的芳基、杂芳基取代的环状烯炔酮以及乙烯基碳酸酯底物，该串联反应都能得到比较好的结果；同时，反应对5-7元环状烯炔酮和环状烯炔酯也有很好的兼容性，都能以高对映选择性得到一系列手性环内联烯产物（图2）。 图2 最后，作者基于实验结果以及文献报道，提出了一个可能的反应机理（图3）。为验证该反应机理，作者分离得到了反应中关键的五元环中间体，通过X-射线单晶衍射确认了其结构以及乙烯基与炔基顺式的相对构型。该中间体能够在加热条件下完全转化为最终的九元环内联烯产物，为提出的反应机理提供了有力的证据。 图3 与此同时，作者通过与郑州大学蓝宇教授合作，利用理论计算对Cope重排反应进行了能量分析（图4）。结果表明，五元环中间体中乙烯基与炔基的顺式构型对于重排反应的发生是必需的，重排反应需要克服的能垒与实际反应所需的加热条件基本是一致的。 图4 综上所述，作者通过巧妙地采用不对称偶极环化/Cope重排序列反应策略，成功实现了一系列手性九元环内联烯化合物的高效、高立体选择性构筑，为手性环内联烯的不对称催化合成提供了新方法和新思路，对促进手性联烯合成化学领域的发展具有一定的意义。 论文信息 Synthesis of Chiral Endocyclic Allenes by Palladium-Catalyzed Asymmetric Annulation Followed by Cope Rearrangement Bin Shi,Jia-Bin Liu,Ze-Tian Wang,Prof. Liang Wang,Prof. Yu Lan,Prof. Liang-Qiu Lu,Prof. Wen-Jing Xiao Angewandte Chemie International Edition
