近日，南科大李闯创团队在国际权威综述学术期刊《Chemical Society Reviews》（IF：42.8），在线发表了题为“Synthetic Applications of Type II Intramolecular Cycloadditions”的特邀综述性文章，首次系统总结了近四十年来，Type II 环加成反应在高效构建各种桥环体系及其在天然产物全合成中的应用。
图1. Type II 环加成反应的合成应用实例
桥环体系结构广泛存在于各种活性天然产物或药物中，其中不乏明星分子（图1）。通常来讲，由于桥环结构的环张力比对应的并环结构要大很多。具有桥环结构（特别是含有中环的桥环）的天然产物，一直是全合成领域中的最具挑战性的一大类目标分子。开发和探索对不同的桥环体系结构进行高效且普适的合成方法，一直是有机合成化学领域的热点和难点。一般来说，通过分子内环加成生成并环体系的反应称为TypeⅠ环加成反应；相应地，通过分子内环加成生成桥环体系的反应称为TypeⅡ环加成反应。近四十年来，Type II 环加成反应在复杂活性桥环天然产物的全合成中发挥了非常重要的作用。
如果把天然产物全合成比作一顶华美的皇冠，那么紫杉醇（Taxol）、复杂二萜Vinigrol、巨大戟醇（Ingenol）和CP-分子就是这顶皇冠上四颗最为璀璨的明珠（图1）。有机合成化学家对这四个明星分子的全合成工作，都是在全合成历史上具有里程碑意义的事件。能够全合成其中的任何一个分子，是每一个有机合成化学家的梦想！
紫杉醇（Taxol）具有一个独特的[6-8]桥环结构，是已知的最优秀的天然抗癌药物之一，在临床上广泛用于乳腺癌、卵巢癌、肺癌和部分头颈癌的治疗。紫杉醇的全合成具有多重挑战，但其中最难的挑战就是如何高效快速的合成 [6-8] 桥环结构。挑战者几乎囊括了当今所有全合成领域的大师，其全合成热度持续数十年，并有力推动了有机合成化学学科的发展。最近的一例全合成来自天才有机化学家P. S. Baran教授（2020年），其构建 [6-8] 桥环结构的关键反应正是采用了Type II Diels-Alder反应，相关的合成策略和历史发展脉络在该综述中着重进行了点评。同时Type II [4 4] 反应在紫杉醇的骨架构建当中也展现出了独特优势。
复杂二萜Vinigrol含有一个非常拥挤且罕见的 [6-8] 桥环结构，其具有显著的抗高血压及抗血小板凝聚等生理活性，同时还具有抑制艾滋病病毒携带者病情恶化的潜在应用价值。诺贝尔化学奖获得者E. J. Corey教授，著名有机合成化学家L. A. Paquette教授等在挑战Vinigrol的全合成过程中，均未能成功合成其高难度的 [6-8] 桥环结构，最后以失败告终。Type II Diels-Alder反应和Type II [5 2] 反应在Vinigrol的桥环骨架构建中均展现出了独特的魅力，成为全合成的关键策略，该综述对这方面的工作也进行了亮点评述。
巨大戟醇（Ingenol）含有一个高张力和刚性的 [7-7] 桥环结构，该天然产物家族成员Ingenol mebutate（巨大戟醇甲基丁烯酸酯，商品名Picato），已经成功应用于治疗光化性角化病（一种癌前的皮肤病变）的临床治疗。在综述中，我们将看到Type II [4 3]和Type II [5 2] 反应在Ingenol的桥环骨架构建中的广泛应用。
CP-分子（CP-molecules）含有一个新颖的 [6-7] 桥环结构，该家族分子被公认为是上个世纪最难合成的分子之一。对CP-分子的全合成，其首要任务是寻找构建高张力的 [6-7] 桥环体系的高效方法。有机合成大师K. C. Nicolaou教授，著名合成化学家T. Fukuyama教授先后采用具有不同底物结构的Type II Diels-Alder反应成功完成了此类分子的全合成。同时，在综述中，我们也能够看到，著名有机化学家H. Davies教授独辟蹊径开发了Type II [4 3] 反应，其在CP-分子的全合成中也展现出了重要的合成应用价值。
李闯创团队在此综述中对目前已知的四种Type II 环加成反应的优缺点也进行了总结和归纳（图2）。同时该团队也对该领域今后的发展方向进行了展望。
图2. 不同类型的Type II环加成反应对比
图3. 代表性桥环天然产物
结语：李闯创团队在此综述中，首次系统总结了近四十年来，Type II 环加成反应在高效构建各种桥环体系及其在复杂天然产物全合成中的应用，着重强调了这些开创性的工作为化学家们开发新的Type II 环加成反应提供了思路，也呼吁有机合成化学家积极采用Type II 环加成反应来合成更多的桥环天然产物（图3），为该领域的发展提供强大助力。
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