导读
近日，浙江师范大学邓卫平团队在双环[1.1.0]丁烷环加成反应构建氮杂双环[3.1.1]庚烷骨架领域取得新进展。相关成果以题为“In(OTf)3-Catalyzed (3+3) Dipolar Cyclization of Bicyclo[1.1.0]butanes with N-Nucleophilic 1,3-Dipoles: Access to 2,3-Diazabicyclo[3.1.1]heptanes, 2,3-Diazabicyclo[3.1.1]heptenes, and Enantiopure 2-Azabicyclo[3.1.1]heptanes”的研究论文发表在国际权威综合性化学期刊ACS Catalysis上（ACS Catal. 2024, DOI: 10.1021/acscatal.4c05622）。
氮杂[3.1.1]双环庚烷作为间位取代氮杂芳烃的生物电子等排体，已经被证明可以替代药物中的氮杂芳烃从而改善药物的理化性质。因此，通过双环丁烷参与的环加成反应构建氮杂[3.1.1]双环庚烷近年来成了有机化学家的研究热点。然而，已报道的氮杂[3.1.1]双环庚烷的都是通过碳原子或氧原子为亲核位点的氮杂三元合成子与双环丁烷的环加成反应合成的，而以氮原子作为亲核位点的1,3-偶极子与双环丁烷的环加成反应并未得到报道，这导致了2-氮杂[3.1.1]双环庚烷类骨架的合成依然困难，限制了该类骨架在药物化学中的应用。
针对这一挑战，基于课题组在路易斯酸催化双环丁烷参与的偶极环加成反应的研究基础，本工作实现了In(OTf)3催化双环[1.1.0]丁烷与双氮杂1,3-偶极子腙的(3+3)环化反应，通过改变反应的保护气体（氮气或氧气），可以选择性地高效构建双氮杂双环[3.1.1]庚烷和双氮杂双环[3.1.1]庚烯这两种骨架。此外，新型氮杂烯丙基碳酸酯也被证明适用于该体系，在In(OTf)3和Ir的接力催化下，实现了手性2-氮杂双环[3.1.1]庚烷骨架的催化不对称构建。这一工作进一步丰富了杂原子双环[3.1.1]庚烷分子库，为药物分子修饰提供了丰富的合成砌块。
浙江师范大学手性药物绿色合成团队，始终围绕手性杂环骨架和手性药物中间体的设计合成与应用开展研究，近期在催化不对称反应构建手性杂环骨架（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202318476; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210207; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202203661）以及手性模块化合成分子砌块（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202117079; Sci. China Chem. 2023, 66, 2810-2816）的研究中取得一系列进展。这项工作是继上述研究工作基础之上，在杂环化合物合成研究领域取得又一新进展。
浙江师范大学为该论文第一单位，化学与材料科学学院博士后张键与华东理工大学硕士研究生苏嘉懿共同为第一作者，浙江师范大学双龙学者特聘教授郑汉良博士为该工作的理论计算部分做出了重要贡献。该论文工作得到了“手性催化合成”浙江省级创新团队、国家重点研发计划重点专项和浙江师范大学启动经费的资助。
来源：浙江师范大学