近日，理学院化学系李健教授团队在国际著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表题为《Chemoselective Construction of Polycyclic Heterocycles Containing a [6-6-5] or [7-6-5] Tricyclic Core Skeleton from a 2-Isocyanophenyl Propargylic Ester》的研究成果。硕士生费有文、周子豪和倪子晗为共同一作，郦鑫耀教授和崔雷副教授为论文的共同通讯作者。上海大学为第一作者单位和通讯作者单位。
含有[6-6-5]和[7-6-5]核心骨架的多环化合物因其结构独特和重要的生理活性而备受合成化学家的关注。由于该类多环化合物分子结构复杂，通常需要多步反应才能合成，因此发展一步合成以上多环骨架的高效方法将为化学、医药等领域的研究提供极大便利。另一方面，官能化异腈在构建多样化含氮杂环方面具有显著优势，异氰酸酯、联苯异腈和色胺异腈等代表性异腈前体在环化反应中的应用被大量报道。尽管如此，官能化异腈化学的发展依然面临反应模式单一、合成效率不高以及复杂性/多样性不足等挑战，特别是在复杂多环化合物合成领域的应用受到诸多限制。
为了解决上述问题，李健教授团队首次设计合成了一类结构新颖的官能化异腈前体-炔丙醇酯芳基异腈，并研究了其与2-氨基（羟基）芳基亚胺酯的反应。该反应条件温和，底物适用性好，可一次构建三个新环，提供了合成喹啉并2-氢吲哚（苯并呋喃）多环化合物的新方法。引人瞩目的是，炔丙醇酯芳基异腈与2-氨基芳基亚胺酯在碱性条件下还可以生成另一种结构新奇的并环化合物，该产物结构中包含[7-6-5]核心骨架和一个季碳中心。DFT计算分析表明，炔丙醇酯芳基异腈在反应过程中会产生一类高张力的环丙烯亚胺中间体，可切换的亲核进攻/扩环/芳香化过程和亲核加成/扩环/消除导致了反应过程中不同的产物选择性。机理实验进一步证实了环丙烯亚胺中间体的存在。以上反应可以高效合成常规方法难以获得的[6-6-5]和[7-6-5]核心结构多环化合物，该工作拓展了异腈化学的研究内容，也为复杂多环化合物的合成提供了新思路。
上述工作得到国家自然科学基金项目、上海市自然科学基金项目的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202414726