Michael/aldol串联环化反应在天然产物合成中的应用

doi:10.6023/A25070247

化学学报 ›› 2025, Vol. 83 ›› Issue (11): 1397-1413.DOI: 10.6023/A25070247 上一篇下一篇

综述

Michael/aldol串联环化反应在天然产物合成中的应用

赵雅宸^a, 俞飚^a^,^b^,^*()

^a 国科大杭州高等研究院化学与材料科学学院杭州 310024
^b 中国科学院上海有机化学研究所生命过程小分子调控全国重点实验室上海 200032

投稿日期:2025-07-05 发布日期:2025-08-20
通讯作者: 俞飚

作者简介:

赵雅宸, 国科大杭州高等研究院博士后, 2018年硕士毕业于郑州大学, 2023年博士毕业于中国科学院上海有机化学研究所(导师: 俞飚研究员), 2023年9月加入国科大杭州高等研究院俞飚工作室进行博士后工作, 从事天然产物全合成研究.

俞飚, 1989年本科毕业于北京大学技术物理系, 1995年于中科院上海有机化学研究所获博士学位, 1996年于纽约大学完成博士后. 历任中科院上海有机化学研究所助理研究员、副研究员、研究员(1999). 主要从事聚糖和糖缀合物的化学合成、合成方法学和化学生物学研究.

基金资助:
项目受上海市科技计划(22YS1401000)

Application of Michael/Aldol Cascade Cyclization Reactions in Natural Product Synthesis

Zhao Yachen^a, Yu Biao^a^,^b^,^*()

^a School of Chemistry and Materials Science, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024
^b State Key Laboratory of Chemical Biology, Shanghai Institute of Organic Chemistry, University of Chinese Academy of Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032

Received:2025-07-05 Published:2025-08-20
Contact: Yu Biao
Supported by:
Shanghai Science and Technology Plan Project(22YS1401000)

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摘要/Abstract

Michael加成和aldol反应是有机合成中最为经典的两类反应. 通过底物设计以及对反应条件的调控, 可使二者在同一体系中先后发生以生成环状分子骨架, 这一连续反应被称为Michael/aldol串联环化反应. 该反应有效提高了合成复杂环系化合物的原子经济性和步骤经济性. 以四十余篇已报道的天然产物合成研究为例, 根据Michael/aldol反应的先后顺序及亲核原子的类型, 归纳了九类常见的Michael/aldol串联环化反应, 展示了它们作为关键步骤在天然产物合成中的应用, 并展望了该方法的进一步发展潜力.

关键词: Michael加成, aldol反应, 串联反应, 环化反应, 天然产物合成

In modern natural product synthesis, chemists are often able to execute two or even multiple chemical reactions to occur in one pot by designing substrate structures and screening reaction conditions, thus to synthesize target molecules in a concise and efficient manner. Such a reaction sequence is termed a cascade reaction. Michael addition and aldol reaction are the two most applied classic reactions in organic synthesis. By regulating the reaction conditions and designing the substrates, they can occur successively in the same system to form complex cyclic systems. This cascade reaction is termed Michael/aldol cascade cyclization reaction, which can effectively improve the atomic and step economy of a synthesis. This review comprises more than 40 reported studies on natural product synthesis as examples to summarize nine common types of Michael/aldol cascade cyclization reactions, to demonstrate their applications as key steps in complex natural product synthesis, and to outlook on the direction of further developments of this methodology.

Key words: Michael addition, aldol reaction, cascade reaction, cyclization reaction, natural product synthesis

引用此文

赵雅宸, 俞飚. Michael/aldol串联环化反应在天然产物合成中的应用[J]. 化学学报, 2025, 83(11): 1397-1413.

Zhao Yachen, Yu Biao. Application of Michael/Aldol Cascade Cyclization Reactions in Natural Product Synthesis[J]. Acta Chimica Sinica, 2025, 83(11): 1397-1413.

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图/表 47

图式1. 两类Michael/aldol串联环化反应

Scheme 1. Two types of Michael/aldol cascade cyclization reactions

图式2. Alonso团队的工作(2010)

Scheme 2. Work from the Alonso group (2010)

图式3. Yamamoto团队的工作(2007)

Scheme 3. Work from the Yamamoto group (2007)

图式4. Hong团队的工作(2012)

Scheme 4. Work from the Hong group (2012)

图式5. McNulty团队的工作(2014)

Scheme 5. Work from the McNulty group (2014)

图式6. 韩福社团队的工作(2019)

Scheme 6. Work from the Han group (2019)

图式7. 韩福社团队的工作(2020)

Scheme 7. Work from the Han group (2020)

图式8. 姚祝军团队的工作(2012)

Scheme 8. Work from the Yao group (2012)

图式9. Soos团队的工作(2020)

Scheme 9. Work from the Soos group (2020)

图式10. 韩福社团队的工作(2025, aspidosperma)

Scheme 10. Work from the Han group (2025, aspidosperma)

图式11. Baran实验室的工作(2016)

Scheme 11. Work from the Baran group (2016)

图式12. Kigoshi团队的工作(2022)

Scheme 12. Work from the Kigoshi group (2022)

图式13. 韩福社团队的工作(2025, cryptoquinonemethide)

Scheme 13. Work from the Han group (2025, cryptoquinonemethide)

图式14. 陈小明团队(2025)和丁寒锋团队(2023)的工作

Scheme 14. Work from the Chen group (2025) and the Ding group (2023)

图式15. Nagorny团队的工作(2016)

Scheme 15. Work from the Nagorny group (2016)

图式16. 刘波团队的工作(2012)

Scheme 16. Work from the Liu group (2012)

图式17. Greaney团队的工作(2012)

Scheme 17. Work from the Greaney group (2012)

图式18. Chiu团队的工作(1998~2001)

Scheme 18. Work from the Chiu group (1998~2001)

图式19. Constantino团队的工作(2008)

Scheme 19. Work from the Constantino group (2008)

图式20. White团队的工作(2011)

Scheme 20. Work from the White group (2011)

图式21. Stoltz团队的工作(2011)

Scheme 21. Work from the Stoltz group (2011)

图式22. Frontier团队的工作(2014)

Scheme 22. Work from the Frontier group (2014)

图式23. Trauner团队的工作(2018)

Scheme 23. Work from the Trauner group (2018)

图式24. 陆平团队的工作(2024)

Scheme 24. Work from the Lu group (2024)

图式25. Evans团队的工作(2013)

Scheme 25. Work from the Evans group (2013)

图式26. Bräse团队的工作(2003, 2005)

Scheme 26. Work from the Bräse group (2003, 2005)

图式27. Nicolaou和Chen团队的工作(2008)

Scheme 27. Work from the Nicolaou and Chen group (2008)

图式28. 雷晓光团队的工作(2019)

Scheme 28. Work from the Lei group (2019)

图式29. Kuwahara团队的工作(2019)

Scheme 29. Work from the Kuwahara group (2019)

图式30. 高栓虎团队的工作(2020)

Scheme 30. Work from the Gao group (2020)

图式31. N-Michael-aldol串联反应与其竞争反应

Scheme 31. N-Michael-aldol cascade reaction and its competitive reactions

图式32. Chavan实验室的工作(2008)

Scheme 32. Work from the Chavan group (2008)

图式33. Tomioka团队的工作(2001)

Scheme 33. Work from the Tomioka group (2001)

图式34. 赵刚团队的工作(2016)

Scheme 34. Work from the Zhao group (2016)

图式35. Lee团队的工作(2021)

Scheme 35. Work from the Lee group (2021)

图式36. Buda团队的工作(2019, 2020)

Scheme 36. Work from the Buda group (2019, 2020)

图式37. Porco团队的工作(2011)

Scheme 37. Work from the Porco group (2011)

图式38. Greaney团队的工作(2012)

Scheme 38. Work from the Greaney group (2012)

图式39. Frontier团队的工作(2013)

Scheme 39. Work from the Frontier group (2013)

图式40. Woggon团队的工作(2008, 2009)

Scheme 40. Work from the Woggon group (2008, 2009)

图式41. Bräse团队的工作(2009)

Scheme 41. Work from the Bräse group (2009)

图式42. Frontier团队的工作(2013)

Scheme 42. Work from the Frontier group (2013)

图式43. 丁寒锋团队的工作(2015)

Scheme 43. Work from the Ding group (2015)

图式44. 阳铭团队的工作(2022)

Scheme 44. Work from the Yang group (2022)

图式45. 贾彦兴团队的工作(2024)

Scheme 45. Work from the Jia group (2024)

图式46. Bräse团队的工作(2011)

Scheme 46. Work from the Bräse group (2011)

图式47. Trauner团队的工作(2018)

Scheme 47. Work from the Trauner group (2018)

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