环蕃烷（英文名，cyclophane）是指含有芳环和交叉连接的烷烃链（亦称ansa链）结构的分子。当芳香环上含有较大取代基且ansa链长度合适时，芳环平面围绕大环面的旋转受阻，其对称性发生破缺，从而产生平面手性。近年来，基于平面手性环蕃烷优势骨架的药物分子设计受到广泛关注，并取得了重要进展。构效关系研究表明，平面手性环蕃烷的构象稳定性对药物分子的活性具有较大影响。因此，发展催化不对称合成平面手性环蕃烷分子的新方法、并研究其构象稳定性，无疑对相关药物分子设计具有重要意义（图1A）。目前，可以将平面手性环蕃烷的催化不对称合成主要分为以下几类策略：Ⅰ)立体选择性环加成反应构建芳环；Ⅱ)立体选择性大环化反应；Ⅲ)去对称化；Ⅳ)动力学拆分等（图1B）。催化不对称构建平面手性环蕃烷已经取得一定的进展，但是通过对芳环的后期修饰高效构建平面手性环蕃烷的策略研究相对较少，且具有明显的局限性。

图 1 含平面手性环蕃烷结构的天然产物和药物分子举例及其不对称合成策略

近日，金沙威尼斯欢乐娱人城赵常贵与李晨阳老师课题组合作报道了手性氮杂环卡宾(NHC)催化的氧化酯化反应策略，高效合成一系列平面手性环蕃烷（图2）。研究表明，该反应以动态动力学拆分形式进行，可通过调控反应体系温度，加快环蕃的旋转速率，促进底物消旋化，从而提高反应的对映选择性控制。该策略具有良好的底物适用范围，呋喃，噻吩，苯并呋喃和苯并噻吩的底物在该反应条件均可高対映选择性地得到相关产物。作者通过控制实验和密度泛函理论计算对反应机制进行了研究。

图 2 NHC催化的动态动力学拆分策略构建平面手性环蕃烷

此工作得到了国家自然科学基金（22171027、22103005）、北京市自然科学基金（2212009）以及中央高校基本科研业务费专项资金（2233300007）的资助。相关成果以“N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral Cyclophanes via Dynamic Kinetic Resolution”为题发表于《Nature Communication》杂志（Nat. Commun. 2024, 15, 2338)。博士研究生李佳燕和董子阳为论文的共同第一作者，李晨阳教授和赵常贵副教授为共同通讯作者。