九元碳环存在于许多天然产物中，但其合成因不利的焓、熵效应以及高环张力（12.6 kcal/mol）而充满挑战。传统的环化反应如Aldol反应、Dieckmann缩合等容易生成热力学更稳定的小环副产物或分子间产物，扩环反应则需要通过多步反应预合成小环，而著名的烯烃关环复分解反应在九元环的合成中也鲜有报道。过渡金属催化环加成反应为碳环化合物的合成提供了独特且高效的工具。通过巧妙设计合成子并与各种过渡金属催化剂相结合，可构建不同大小的环状骨架。非常遗憾的是，合成九元碳环的环加成反应目前却仅有[4+4+1]、[4+3+2]、[7+2]三例。

　　余志祥课题组长期致力于发展金属催化的成环反应、研究这些反应的机理并以这些成环反应为关键反应开展复杂天然产物的全合成研究。开发新的合成子(synthon)是发展成环反应的核心挑战和创新点。到目前为止，余志祥课题组开发了用乙烯基环丙烷作为三碳合成子的[3+2]、[3+2+1]、[4+3]和[4+3+1]环加成反应，用乙烯基环丁酮作为四碳合成子的[4+2]和[4+4]环加成反应，用丁二烯基环丙烷作为七碳合成子的[7+1]环加成反应。最近，余志祥课题组成功设计了一种新型八碳合成子——乙烯基双环丙烷（VBCPs），并发展了该合成子与CO(一碳合成子)在铑催化条件下构建九元碳环的[8+1]环加成反应。他们还对该反应进行了量子化学计算研究，阐明了反应机理和反应选择性的影响因素（ACS Catal. 2025, 15, 4441）。该工作是在余志祥教授指导下，由课题组的周艺博士、金奕、李鑫璇、刘喜佳博士、王熠博士完成。感谢国家自然科学基金委、北京分子科学国家研究中心及永利集团高性能计算平台的支持。

　　到目前为止，余志祥课题组发展了三十多种成环反应（部分反应见下图），为合成具有复杂环系结构的天然产物和药物分子提供了高效工具。课题组长期深耕该领域，旨在为合成化学家提供多样化的成环反应，并以计算化学为主要手段研究此类反应机理，从而指导新型环加成反应的理性设计。

　　下图为余志祥课题组及国内外其他课题组基于余志祥课题组成环反应所合成的部分天然产物。

　　原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c06782

排版：高杨

审核：牛林，刘志博