九元碳環存在于許多天然産物中，但其合成因不利的焓、熵效應以及高環張力（12.6 kcal/mol）而充滿挑戰。傳統的環化反應如Aldol反應、Dieckmann縮合等容易生成熱力學更穩定的小環副産物或分子間産物，擴環反應則需要通過多步反應預合成小環，而著名的烯烴關環複分解反應在九元環的合成中也鮮有報道。過渡金屬催化環加成反應為碳環化合物的合成提供了獨特且高效的工具。通過巧妙設計合成子并與各種過渡金屬催化劑相結合，可構建不同大小的環狀骨架。非常遺憾的是，合成九元碳環的環加成反應目前卻僅有[4+4+1]、[4+3+2]、[7+2]三例。

　　餘志祥課題組長期緻力于發展金屬催化的成環反應、研究這些反應的機理并以這些成環反應為關鍵反應開展複雜天然産物的全合成研究。開發新的合成子(synthon)是發展成環反應的核心挑戰和創新點。到目前為止，餘志祥課題組開發了用乙烯基環丙烷作為三碳合成子的[3+2]、[3+2+1]、[4+3]和[4+3+1]環加成反應，用乙烯基環丁酮作為四碳合成子的[4+2]和[4+4]環加成反應，用丁二烯基環丙烷作為七碳合成子的[7+1]環加成反應。最近，餘志祥課題組成功設計了一種新型八碳合成子——乙烯基雙環丙烷（VBCPs），并發展了該合成子與CO(一碳合成子)在铑催化條件下構建九元碳環的[8+1]環加成反應。他們還對該反應進行了量子化學計算研究，闡明了反應機理和反應選擇性的影響因素（ACS Catal. 2025, 15, 4441）。該工作是在餘志祥教授指導下，由課題組的周藝博士、金奕、李鑫璇、劉喜佳博士、王熠博士完成。感謝國家自然科學基金委、北京分子科學國家研究中心及beat365高性能計算平台的支持。

　　到目前為止，餘志祥課題組發展了三十多種成環反應（部分反應見下圖），為合成具有複雜環系結構的天然産物和藥物分子提供了高效工具。課題組長期深耕該領域，旨在為合成化學家提供多樣化的成環反應，并以計算化學為主要手段研究此類反應機理，從而指導新型環加成反應的理性設計。

　　下圖為餘志祥課題組及國内外其他課題組基于餘志祥課題組成環反應所合成的部分天然産物。

　　原文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c06782

排版：高楊

審核：牛林，劉志博