综述:Prins环化反应在合成螺环骨架中的最新进展

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry

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  这篇综述系统梳理了2017年以来Prins环化(含aza-Prins变体)在构建螺环骨架中的突破性应用。作为高非对映选择性(diastereoselectivity)的碳─碳/碳─杂原子键形成策略,其与多步骤合成联用可高效构建天然产物(natural products)中复杂的螺环结构(spirocyclic scaffolds),为药物研发提供关键合成工具。

  

Abstract
Prins环化反应因其一步构建碳─碳(C─C)和碳─杂原子(C─X)键的能力,已成为现代有机合成中不可或缺的工具。其高非对映选择性(diastereoselectivity)特性尤其适用于复杂环系(如螺环结构spirocyclic scaffolds)的构建。近年来,不对称催化的引入进一步拓展了该反应在天然产物和生物活性分子合成中的应用边界。

合成策略的革新
通过将Prins环化与分子内亲核捕获、串联环化等策略结合,研究者成功实现了多取代螺环[4.4]壬烷、螺环[5.5]十一烷等高张力骨架的立体选择性合成。例如,烯丙基硅烷参与的Prins环化能以>20:1的dr值获得螺环氧化产物,该策略被用于抗疟疾生物碱核心结构的构建。

aza-Prins的突破
氮杂版本(aza-Prins)通过亚胺离子中间体实现了含氮螺环的高效合成。值得注意的是,手性磷酸催化剂的使用使某些螺环吲哚酮类化合物的对映体过量值(ee)达到99%,这类结构广泛存在于抗肿瘤先导化合物中。

生物活性导向合成
综述特别强调了Prins环化在构建螺环抗生素(如 pleuromutilin 衍生物)和神经保护剂(如 huperzine A 类似物)中的应用。通过调控反应条件,可实现螺环季碳中心的精准构筑——这是许多药物分子(如HCV蛋白酶抑制剂)的关键药效团。

未来展望
尽管已取得显著进展,水相Prins反应、光催化版本等新兴领域仍有探索空间。开发更绿色的反应条件与人工智能辅助的底物设计,或将推动该策略在组合化学和DNA编码化合物库中的大规模应用。

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