自20世纪70年代以来，供体-受体环丙烷（DACs）领域引发了全球学术界的广泛研究，极大地推动了现代合成化学的发展。供体-受体环丙烷由于较高的环张力以及邻近的供电子和吸电子基团使碳-碳键强烈极化，成为了有机合成中宝贵的三碳结构单元。目前文献当中已报道的反应包括环加成反应、亲核试剂引发的开环反应以及重排反应，为构建包括天然产物在内的复杂结构提供了一种快速有效的策略。特别是，利用供体-受体环丙烷进行的催化不对称转化在过去十年中经历了快速的发展。原则上，1,1,2,2-四取代供体-受体环丙烷（DACs）的反应将产生具有四取代立体中心，对于合成相关复杂功能分子具有重要意义，但高效催化1,1,2,2-四取代供体-受体环丙烷的不对称转化仍然是一个未解决的挑战。这些挑战主要源于两个邻位供体基团所产生的额外的空间位阻使得开环反应变得更加迟缓。

中国科学院福建物质结构研究所房新强课题组一直致力于含末端炔烃单元底物在铜催化下的转化研究，利用原位生成的铜联烯亚甲基中间体，实现了一系列新颖的反应。近期，房新强课题组利用这种策略成功完成了含末端炔烃单元的四取代供体-受体环丙烷的高效亲核开环反应，以较高的对映选择性生成多种α-三级胺，这是对传统路易斯酸催化的有效补充。关键中间体是铜联烯亚甲基I及其1,3-两性离子共振结构II，这种模式为实现供体-受体环丙烷的不对称反应提供了一种全新的方法。相应的产物含有胺、炔烃和酯官能团，能够进行多种进一步的转化，例如含氮生物活性化合物和药物分子的不对称合成。

图1. 四取代环丙烷的不对称亲核开环。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

相关成果于近期发表于J. Am. Chem. Soc.，国科大博士生兰首昂和联合培养硕士生崔琴琴是论文的共同第一作者。这一工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、中国科学院先导项目、海西院“十四五”规划的支持。

此前，该课题组已经在酮醇酯类分子的催化转化方面取得了系列进展：

J. Am. Chem. Soc. 2023, 145,585−599. 

J. Am. Chem. Soc. 2023, 145,275395−27554.

J. Am. Chem. Soc. 2024,146,4942−4957.  

J. Am. Chem. Soc. 2024,146, 20092−20106.

J. Am. Chem. Soc. 2024,146, 20357−20369.

J. Am. Chem. Soc. 2024, 146,33543−33560.

Angew. Chem. Int. Ed. 2023,e292219064.

ACS Catal.2024,14,2746−2757.

ACS Catal. 2024,14,18753−18764.

论文链接：

https://192.168.5.203:8090/doi/10.1021/jacs.4c14944

（房新强课题组供稿）