手性八元杂环是一类重要的中环骨架，广泛存在于多种药物分子和活性天然产物中，开发其高效、高立体选择性合成方法是有机合成化学和药物化学领域的研究热点之一。然而，由于构建该类中环骨架过程中会出现不利的焓变和熵变以及跨环相互作用，所以实现该类结构的高立体选择性合成存在较大挑战。为了解决这一科学难题，该研究团队提出金属/有机小分子连续催化烯丙基取代/扩环级联反应的策略，首先经金属铱催化的烯丙基取代/分子内环化得到高张力的多环中间体，然后通过有机双功能催化剂促进的开环反应步骤，进而构建八元杂环骨架。该反应策略从根本上避免了八元环传统合成方法中存在的不利焓变和熵变因素，为手性中环化合物的合成提供了新方法。底物普适性研究证明了该反应良好的底物兼容性，以中等至优秀的收率（62-98%）和优秀的立体选择性（85->99% ee, 8:1-15:1 dr）合成了一系列手性苯并氧杂八元环和苯并氮杂八元环衍生物，为进一步开展创新药物研究和新型农药创制提供了结构新颖的分子实体。此外，详细的机理研究和DFT理论计算证实了手性金属铱催化剂控制烯丙基取代反应的对映选择性，而手性双功能有机催化剂控制了扩环反应的非对映选择性，这种新颖的立体化学控制模式，为后续开发连续催化不对称反应提供了新思路。
论文第一作者和通讯作者是华理药学院杨武林副教授，实验工作主要由我校硕士研究生王元琳和李文等同学完成，理论计算工作主要由清华大学田博学课题组完成，邓卫平教授和田博学研究员是共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金的经费支持，化合物数据表征工作得到了我校分析测试中心的大力支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03711
