桥环体系广泛存在于活性天然产物或药物中（图1）。具有桥环体系的天然产物，一直是全合成领域中极具挑战性的一大类目标分子。具有复杂桥环体系的明星分子并已经成药的天然产物有：紫杉醇（Taxol）与巨大戟醇甲基丁烯酸酯（Ingenol mebutate）。其中，紫杉醇具有双环[5.3.1]桥环体系，是已发现的最优秀的天然抗癌药物之一，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗。巨大戟醇（Ingenol）具有双环[4.4.1]桥环体系，其衍生类似物Picato（ingenol mebutate）在临床上已经用于日光性角化病的局部治疗。由于桥环天然产物具有广泛和重要的生理活性，其相关的全合成研究一直是合成化学家持续关注的焦点，但是桥环体系的环张力普遍较高，其合成难度相对于并环体系更具有合成挑战性。文献中鲜有关于一步直接合成桥环体系的高效通用合成方法的报道。 

图1. 具有桥环体系的代表性天然产物（图片来源：Acc. Chem. Res.）

发展高效通用的合成方法来构建桥环体系，是合成化学领域长期以来充满挑战性的科学难题之一。南科大李闯创团队于2014年首次发展了Type II [5+2]环加成反应，该独特反应对于构建高度官能团化的双环[m.n.1]桥环体系具有良好的普适性，而且为高效的构建桥头双键提供了一条简便的合成策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1745）。该团队经过数年的不懈研究，发现该方法学的反应前体易得，且具有独特的非对映选择性，而这些特性对于复杂桥环天然产物的全合成研究极其重要。近几年来，该团队采用Type II [5+2]环加成反应作为关键策略，相继攻克了数个合成挑战度很高的活性天然产物；例如，2018年4月，在国际上首次完成了具有双环[4.4.1]桥环体系的甾体天然产物Cyclocitrinol的不对称全合成（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5365）；2019年2月，首次完成了具有独特的双环[4.4.1]桥环体系和乙烯基环丙烷片段的活性二倍半萜类天然产物Cerorubenic acid-III的不对称全合成（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2872）；2019年9月，完成了具有双环[5.3.1]桥环体系的明星二萜分子Vinigrol的高效不对称全合成，为该分子合成历史上最短的合成路线（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 15773）。

图2. Type II [5+2]环加成在桥环天然产物全合成中的应用（图片来源：Acc. Chem. Res.）

图3. Cyclocitrinol的不对称全合成（图片来源：Acc. Chem. Res.）

图4. Cerorubenic acid-III的不对称全合成（图片来源：Acc. Chem. Res.）

图5. Vinigrol的高效不对称全合成（图片来源：Acc. Chem. Res.）

总结：李闯创团队首次发展的Type II [5+2]反应，颇具特色，为桥环体系与桥头双键的快速构建提供了一个新策略，其团队利用此独特反应已经完成了若干复杂桥环天然产物的高效全合成。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.accounts.9b00640

《Accounts of Chemical Research》是美国化学会旗下的著名综述类学术期刊，它与美国化学会旗下的另一著名综述类学术期刊《Chemical Reviews》以及英国皇家化学会旗下的著名综述期刊《Chemical Society Reviews》被公认为国际化学化工领域的三大顶级综述期刊。《Accounts of Chemical Research》杂志在化学研究领域深具影响且独具风格，是化学领域最具权威的国际性综述期刊之一，主要是评述通讯作者及其所领衔研究团队的系统性研究工作。应邀在《Accounts of Chemical Research》上撰写论文，是通讯作者所开展的研究工作具有系统性、创新性和重要国际影响力的标志之一，代表着相关研究工作的前沿性得到了国际同行的广泛认可。

相关报道：

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• 南科大李闯创课题组JACS：Cerorubenic acid-III的首次不对称全合成

• JACS：南方科大李闯创课题组报道复杂甾体类天然产物Cyclocitrinol的首例不对称全合成

撰稿人：诗路化语