手性，是自然物质的基本属性。关于手性物质的不对称催化合成研究是重要的前沿领域之一，已经得到了科学界的广泛关注。最近，2021年诺贝尔化学奖就授予了不对称催化合成化学家本亚明·利斯特（Benjamin List）和戴维·麦克米兰（David W.C. MacMillan），以表彰他们在这个领域做出的突出贡献。
过渡金属催化共轭烯炔不对称环化反应是快速合成手性杂环的重要途径和方法。比如，通过应用发展很成熟的共轭烯炔醛/酮不对称环化反应可以快速合成一系列的手性呋喃衍生物。该反应方法具有操作简单，安全，高效的优势。（Curr. Org. Chem., 2016, 20, 102. DOI: 10.2174/1385272819666150608222517；Chem. Soc. Rev., 2020, 49, 908. DOI: 10.1039/C9CS00542K；J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 14916. DOI:10.1021/jacs.1c07556.） 但目前而言，关于氮杂共轭烯炔合成手性含氮杂环的反应，文献上却没有相关的报道。考虑到五元含氮杂环广泛存在于生物医药及材料分子中，开发这类含氮杂环手性合成方法可以丰富手性合成理论，也为相关应用研究提供方法学基础。
近日，华南理工大学化学与化工学院祝诗发课题组对这类反应产生了研究兴趣，他们通过调研相关文献的及进行初步实验探索，发现该不对称转化反应主要存在反应能垒低，化学选择性差和催化剂易毒化失活等问题。他们巧妙地应用保护基-桥联原子（cap-tether）协同调控的方法，成功克服了以上科学挑战，并且在手性羧酸铑的催化下，实现了首例氮杂共轭烯炔不对称环化反应。通过该合成方法，一系列中心手性异吲哚唑分子得以快速地合成。进一步地，通过2,3-二氯-5,6-二氰基苯琨(DDQ)氧化芳构化反应，成功实现产物中心-轴的手性信息转移，合成了一系列的轴手性异吲哚唑分子。值得注意的是，得到的产物可通过导向C-H官能化实现产物的后期修饰，这极大地拓展了该不对称方法的应用范围。鉴于该合成手性异吲哚唑的反应条件温和，产率优异，底物范围宽广，操作简单，快速高效，有望在材料，药物等研发领域得到应用。
相关工作近日发表于英国皇家化学会Chemical Science (Dirhodium(ii)-catalysed cycloisomerization of azaenyne: rapid assembly of centrally and axially chiral isoindazole frameworks，DOI: 10.1039/D1SC04961E)。论文第一作者为博士研究生邱韶童，通讯作者为祝诗发教授。