基于形式[4+2]环加成反应构建桥联二氢乙烷并苯[7]轮烯衍生物的多样性合成研究

研究人员针对多环桥联二氢乙烷并苯[7]轮烯类化合物合成方法受限的问题，开发了9-羟基-5H-苯并[7]轮烯-5-酮与多种亲双烯体的形式[4+2]环加成反应。该研究在三乙胺催化下，高效构建了螺[吲哚啉-3,11′-[5,8]乙烷并苯[7]轮烯]及功能化乙烯并苯[4,5]环庚[1,2-c]吡咯三酮等衍生物，产率优良且立体选择性明确，单晶结构解析确证了相对构型，为复杂多环骨架合成提供了新策略。

　　

七元环芳香体系因其独特的电子结构和生物活性，一直是有机化学领域的研究热点。其中，2-托酚酮（2-hydroxytropone）作为非苯型芳香化合物，展现出反常的反应模式，而苯并[7]轮烯衍生物更是天然产物和药物分子的重要骨架。然而，这类化合物的合成往往面临步骤繁琐、立体控制困难等挑战。传统方法如Yamamoto团队开发的路易斯酸催化Diels?Alder反应虽能构建桥联双环[3.2.2]壬烷，但底物范围有限；Kim课题组报道的钯催化2,3-苯并托酚酮原位生成与[4+2]环加成虽高效，却需过渡金属参与。如何发展更普适、操作简便的合成策略，成为亟待解决的问题。

扬州大学的研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表的研究中，创新性地利用9-羟基苯并[7]轮烯酮与3-亚甲基氧化吲哚等亲双烯体的形式[4+2]环加成反应，成功构建了结构多样的桥联二氢乙烷并苯[7]轮烯衍生物。该工作通过三乙胺催化体系，在温和条件下实现了螺环氧化吲哚骨架的高效组装，并系统考察了N-烷基马来酰亚胺、丁炔二酸酯等底物的适用性。关键实验技术包括：1）核磁共振（NMR）与质谱（MS）表征；2）单晶X射线衍射确定绝对构型；3）反应条件优化（溶剂、温度、催化剂筛选）。

Results and Discussion
研究团队以9-羟基-8-(4-甲氧基苯甲酰基)-7-(4-甲氧基苯基)苯并[7]轮烯-5-酮（1a）与(E)-1-苄基-3-(2-(4-氯苯基)-2-氧代亚乙基)吲哚啉-2-酮（2a）为模型底物，发现无碱条件下反应完全抑制，而三乙胺的引入显著促进环加成，二氯甲烷回流条件下获得dr值≈2:1的非对映异构体。拓展研究显示，N-烷基马来酰亚胺与丁炔二酸酯类底物主要生成单一立体异构体，如4,10-乙烯并苯[4,5]环庚[1,2-c]吡咯-1,3,9-三酮衍生物，产率达65-89%。

Conclusion
该研究建立了苯并[7]轮烯酮与亲双烯体的碱促进[4+2]环加成通用平台，成功合成含螺环氧化吲哚、马来酰亚胺等复杂骨架的桥联化合物。通过五例单晶结构解析，明确了产物的相对构型与空间排列。该方法不仅丰富了多环化合物的立体选择性合成工具库，也为开发具有生物活性的七元环衍生物提供了新思路。

研究的重要意义在于：1）首次实现9-羟基苯并[7]轮烯酮与3-亚甲基氧化吲哚的环加成，拓展了螺环氧化吲哚结构多样性；2）反应无需过渡金属催化，操作简便且底物兼容性广；3）单晶结构数据为后续构效关系研究奠定基础。这项工作由Chao-Guo Yan和Ying Han团队共同完成，获得国家自然科学基金（21871227）支持。