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21世纪初，得益于MacMillan, List, Jacobsen等人的开创性研究，有机小分子催化取得了迅猛的发展。在有机小分子催化的研究中，不对称串联反应作为合成复杂手性化合物的重要手段，受到了有机化学家们的广泛关注。其中有机双功能催化剂在不对称催化串联反应中表现出突出的潜力与优势。
双环[3.2.1]辛烷单元广泛存在于各种药物分子和活性天然产物中；另一方面，在现代有机合成中，双环[3.2.1]辛烷骨架也是一个具有多样反应的活性合成单元，可以用于复杂天然产物全合成中，因此对于它的高效合成有着重要的意义。
近些年，有机化学家发展了很多构筑双环[3.2.1]辛烷骨架的方法，包括由非环、五元环、六元环、七元环以及多环前体构筑，但是这些方法大多都涉及金属催化，伴随着产率较低、反应条件苛刻和产物对映选择性较差等缺陷。因此，如何高效的构筑这些骨架仍是值得广大化学工作者去探索的。
最近，刘金宇课题组通过有机双功能催化剂催化的不对称串联反应，高效地合成了具有双环[3.2.1]辛烷骨架的产物硝基苯并[7]轮烯。产率高达98%，ee值高达99%
首先，作者使用2-烷基-3-羟基-1,4-二酮和硝基乙烯作为反应底物，通过改变反应条件，筛选出了最优条件，暨在20 mmol%的奎宁茚满硫脲的催化下，甲苯做溶剂，-20 ℃下反应10小时为最优反应条件。 得到了最优反应条件后，作者接下来对底物的普适性进行了探究，结果表明，底物取代基的位置和电子效应对于产物的立体选择性没有明显的影响，对于产率的影响也较小，均可得到较高的产率和较高的立体选择性。 随后，作者成功的实现了克级反应，该反应顺利进行并以很好的结果得到最终产物。此外，作者发现产物在使用硼氢化钠做还原剂时，可以很容易的得到羰基被还原的衍生产物。 根据实验结果，作者提出了一个合理的[3+2]环加成反应的催化循环机理。首先，催化剂与羟基萘醌作用，三级胺部分夺取羟基上的质子，使烯醇α位的亲核性增强；同时，硫脲部分以双氢键的方式与硝基乙烯结合，增强硝基乙烯的亲电性。随后，同时被活化的两个底物发生不对称Michael加成反应得到中间体A，中间体A再经分子内Adol反应得到产物3aa，最后经乙{attr}3183{/attr}得到最终产物4aa。 综上所述，我们课题组开发了一种合成含有双环[3.2.1]辛烷骨架的手性硝基苯并[7]轮烯化合物的方法，反应的产率高、立体选择性好。该反应易于放大，所得产物易于转化为其他官能团，且产物可以用于天然产物和药物化学中。该报道的第一作者为成都理工大学的张洋硕士，指导教师为刘金宇研究员。 论文信息： Organocatalytic Enantioselective Michael-Aldol[3+2] Annulation for the Synthesis of Nitro-Methanobenzo[7] annulenes Yang Zhang, Dr. Jin-Yu Liu, Xiao-Hai Zhang European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202100974
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