中環(huán)(Medium-Sized Ring,MSR)通常指由 7-11 個(gè)原子組成的環(huán)狀分子,其介于剛性的小環(huán)與高度柔性的巨環(huán)之間,兼具"剛-柔"特性,因其獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)和藥理特性,在生物活性分子中十分常見,也在藥物化學(xué)、天然產(chǎn)物合成及功能材料領(lǐng)域備受關(guān)注。
2025 年 7 月 14 日,鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院藍(lán)宇教授、賈師琦研究員等 Nature 旗下綜述期刊 Nature Reviews Chemistry 上發(fā)表了題為:Chiral medium-sized rings beyond central chirality 的綜述論文。
該綜述介紹了中心手性中環(huán)之外的非傳統(tǒng)手性中環(huán)--軸向手性中環(huán)、固有手性中環(huán)和平面手性中環(huán)的關(guān)鍵合成策略及其優(yōu)缺點(diǎn),還通過(guò)結(jié)構(gòu)和能量分析討論了影響手性中環(huán)構(gòu)象穩(wěn)定性的因素。
與已被廣泛研究的中心手性中環(huán)相比,具有非傳統(tǒng)手性的中環(huán)--軸向手性、固有手性和平面手性--仍處于探索不足的狀態(tài)。
軸向手性(Axial Chirality):分子中存在非共價(jià)鍵軸的旋轉(zhuǎn)受限(例如聯(lián)芳烴),需通過(guò)動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分或不對(duì)稱催化構(gòu)建。固有手性(Inherent Chirality):手性源于環(huán)骨架本身的非對(duì)稱性(例如螺旋結(jié)構(gòu)),常通過(guò)環(huán)化反應(yīng)或模板導(dǎo)向合成。平面手性(Planar Chirality):分子平面內(nèi)取代基的非對(duì)稱排列(例如環(huán)戊二烯基金屬絡(luò)合物),需借助空間位阻或配體調(diào)控實(shí)現(xiàn)選擇性合成。
過(guò)去十年間,這一領(lǐng)域取得了迅速進(jìn)展,在其合成和應(yīng)用方面取得了突破。
該綜述圍繞中環(huán)(MSR)中的這三種尚未充分研究的手性類型展開,詳細(xì)介紹了其關(guān)鍵合成策略,并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了批判性評(píng)估。此外,還通過(guò)結(jié)構(gòu)和能量分析討論了影響手性中環(huán)構(gòu)象穩(wěn)定性的因素。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41570-025-00735-1
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