科大化學家發現新手性橋聯多環合成方法

由香港科技大學（科大）化學系孫建偉教授和林振陽教授領導的研究團隊，成功發現催化對映選擇性II 型[5+2]環加成反應，並就合成手性橋聯多環結構的挑戰提供了應對方案，尤其是那些帶有橋聯七元環亞單元的複雜分子結構。這種嶄新的方法使用了3-氧化吡喃葉立德分子，能控制合成分子的形狀，有望日後能快捷又有效地合成更多其他複雜化合物，包括一些重要的天然合成物和藥物分子。

手性橋聯多環結構，尤其是帶有橋聯七元環亞單元的結構，是一種複雜而又非常重要的分子結構，常見於自然界的天然合成物和一些有用的藥物中，但過往要合成這種複雜的分子結構非常困難。

在現有的方法中，多功能偶極分子（例如 3-氧化吡喃葉立德分子）內 [5+2] 環加成是少數能夠合成此類複雜分子又比較有效的方法。這次研究是催化對映選擇性 II 型環加成首次成功合成分子，可說是在合成複雜天然合成物方面上的重大突破。

研究團隊在催化不對稱氧化吡喃鎓葉立德的type II型[5+2]環加成反應中，要實現高對映選擇性控制的同時，更成功克服了產生反Bredt規則的高張力雙鍵的挑戰。與過往的共價催化策略不同，這次研究是首次將非共價的手性酸催化策略應用到氧化吡喃鎓葉立德的環加成反應中，為該類反應的不對稱控制提供了新方向。值得一提的是，由研究團隊的實驗室所發展的SPHENOL骨架衍生的手性磷酸在該類環加成反應中表現出了優異的效果。手性磷酸具有雙重作用，既作為決定速度的烯醇化過程的催化劑，又作為對映體選擇性C-C鍵形成的手性催化劑。

透過這個嶄新的催化方法，期望將能合成各種多功能的橋環結構，而且這些結構本身亦是關鍵中間體，有潛質能進一步再合成一些重要的天然合成物和藥物分子。孫教授補充：「這個策略不但可以擴展到其他不對稱環加成反應，更為複雜分子的快速合成和多樣化提供了基礎。」

這項研究已於2025年5月在《Nature Synthesis》期刊上發表。