近日，化学化工学院“潇湘学者”特聘教授杨星课题组在有机催化分子内不对称环化，立体发散性合成固有手性八元环内酯化合物的研究方面取得重要进展，在J. Am. Chem. Soc.发表了题为Carbene-Catalyzed Intramolecular Cyclization to Access Inherently Chiral Saddle-Shaped Lactones: Achiral Bases Alternate Product Chirality”的学术论文。
近年来，化学家们发现在不对称催化反应中，通过调控手性催化剂以外的反应参数，例如反应时间、温度、溶剂、抗衡离子等，可以实现对映异构体的发散性合成。目前这种策略主要应用于中心和轴手性化合物的合成，对于其他类型手性分子的立体发散性合成报道很少。常规中心、轴向、平面及螺旋手性主要描述手性分子局部的结构特征，“固有手性”通常用于描述除上述常见手性因素以外的分子的整体结构特征，即具有一定刚性的曲面分子。其中，固有手性马鞍形中环化合物因其独特的结构和性质吸引了合成化学工作者的关注。
杨星课题组致力于联芳基中环分子的合成、转化与应用研究。前期，该课题组采用有机催化联芳基亚胺的形式氧化偶联反应，构建了一类结构新颖的轴手性联芳基氧氮杂䓬七元杂环(Angew. Chem. Int. Ed.2023,62, e202211977)。进一步，通过Mitsunobo反应实现了联芳基氧氮杂䓬化合物更简洁、高效的合成；并且课题组发现：基于手性磷酸有机小分子双功能氢键催化作用，可以实现这类联芳基七元杂环的动态动力学水解和醇解开环反应。通过调控联芳基中环化合物邻位取代基位阻，可以实现联芳基中环化合物快速消旋化，从而突破了联芳基中环化合物只能用于动力学开环反应的局限性(Angew. Chem. Int. Ed.2023,62, e202306864)。为了进一步拓展含联芳基中环化合物的合成与应用研究，最近该课题组与章兴龙教授，池永贵教授等合作，利用卡宾催化分子内酯化反应实现了固有手性三芳基八元环状内酯的合成。值得注意的是：采用不同的碱可以实现产物的对映选择性反转(Figure 1)。
Figure1卡宾催化的分子内环化反应立体发散性合成固有手性的马鞍形八元内酯
该成果由国家自然科学基金和湖南省自然科学基金支持完成，“潇湘学者”特聘教授杨星、香港中文大学章兴龙以及南洋理工大学/贵州大学池永贵是本文共同通讯作者，我校为论文第一通讯单位，我院博士研究生魏立文为第一作者，硕士研究生陈裕杭、周庆龙、魏志康为共同第一作者。