过渡金属催化炔烃和硼酸的加成环化反应是构建碳环和杂环类化合物有效的方法，在这一串联反应过程中，分子间或分子内的成键反应通过催化剂参与的亲核试剂和炔类底物反应，并同时伴随环化过程实现的。该类反应合成效率高，各种含有π体系如羰基、烯烃、炔烃、联烯、腈和亚胺等的炔烃类底物在铑催化剂的作用下可以进行典型的加成或取代/环化反应。然而，基于以上策略的周环反应尚无报道。

最近，韩国国立首尔大学的Chulbom Lee教授团队报道了铑催化环烯烃的逆ene反应。反应以手性二烯配体配位的铑作为催化剂，炔基修饰的腙与有机硼酸发生串联加成-环化-重排，由此得到环烯烃产物，与此同时通过对C=N双键的对映选择性加成构建了手性C-N键。相关工作发表在J. Am. Chem. Soc.上。

作者设想烯丙基肼类化合物B可通过炔基腙类化合物在铑催化剂的作用下加成/环化反应得到，B接着消除对甲苯基亚磺酸阴离子得到烯丙基偶氮中间体C，C继续消除一分子氮气，并发生还原烯烃转位反应得到最终的环戊烯类产物。该串联反应可以巧妙地将过渡金属催化的串联加成-环化过程和周环重排反应结合起来（图1）。

图1. 铑催化的串联加成-环化与周环重排反应结合。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

作者首先选择底物1和无取代基的苯硼酸作为模板底物对反应条件进行筛选，并尝试分离出肼类化合物2'，然而并不能有效完成。他们发现通过简单的温度调节实现一锅法反应的效果更好，最终权衡转化率，使用甲醇作为溶剂，在0 ℃下反应1 h，接着升高温度至60 ℃反应5 h，可以96%的转化率得到相应的产物2a（图2）。

图2. 反应条件的筛选。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

在最佳条件下，作者对底物的适用范围进行了考察，主要探究R基团和芳基硼酸的Ar基团对反应结果的影响。当使用无取代基的苯硼酸作为底物时，R基团对反应结果的影响较为明显；当R为H时，反应只能以32%的产率得到产物5，而当R为其它烷基取代基时，反应能以良好的产物得到目标产物。此外，脂肪链的支链取代基和芳基硼酸芳香环的取代基对反应的影响也较大，产率最低只有22%（图3）。

图3. 底物适用范围的考察。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

作者将发展的串联反应和Eschenmoser-Tanabe裂解反应有效地结合起来，可用来改变合成环的大小，取得了理想的效果，以良好的产率将六元环化合物转变为五元环化合物（图4）。

图4. 裂解/环化缩环反应。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

作者在实现消旋模式的反应后，将目光聚焦于不对称催化模式。反应使用1作为底物，以L1作为配体时，能以81%的产率和93%的对映选择性得到手性产物2a。而当R为Boc取代的腙17作为底物时，反应以93%的对映选择性分离得到手性产物18，18接着进行三氟乙酸参与的Boc消除/氧化/重排反应得到手性保持的产物2a。以上结果对比表明，反应过程涉及烯基铑物种对腙C=N双键的加成反应，由此形成肼类化合物18，18接着转化为偶氮类中间体19，进而进行简单的逆ene反应，通过同侧重排的方式实现exo向endo转变的还原烯烃转位反应（图5）。

图5. 不对称诱导和反应机理的研究。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

在最佳条件下，作者对底物的适用范围进行了考察，固定底物1，考察各种硼酸的普适性。不管是普通的芳基硼酸，还是杂芳基硼酸以及烯基硼酸，反应都能以良好的产率和对映选择性得到手性产物。然而，异噁唑硼酸在该手性催化条件下不能有效地进行反应，而当使用[Rh(cod)OH]2作为催化剂时，反应以61%的产率得到产物2m（图6）。

图6. 不对称催化模式下底物适用范围的考察。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

总结

Chulbom Lee教授结合铑催化的串联加成-环化与周环重排过程，设计了炔基腙类化合物和有机硼酸试剂反应得到相应环烯烃产物的方法。体系温度的控制对1,5-σ重排的有效进行具有重要影响。在实现消旋模式反应的基础上，作者进一步完成了不对称催化过程，非常高效地合成了一系列手性环烯烃类产物。