随1,3-偶极环化反应的发展，多种金属卡宾催化生成含金属的1,3-偶极体的方法被开发出来。含金属1,3-偶极体主要以羰基叶立德形式存在，可以通过过渡金属催化分解重氮化合物，铑催化N-磺酰基-1,2,3-三氮唑的分解，过渡金属催化乙烯基叠氮化合物的分解而得到。目前，使用金或铂催化炔酮环化用于制备1,3-偶极体也有报道，但该方法在原子经济性和不对称合成方面还需进一步的研究。

近日，厦门大学叶龙武教授在美国化学会知名期刊《J. Am. Chem. Soc.》上，报道了一种铜催化烯烃二炔与苯乙烯在铜催化下发生[3+2]环加成，温和条件下实现高效、不对称的制备吡咯并二环[2,2,1]庚烷类骨架化合物。

研究者以烯烃二炔化合物1a为模型底物与苯乙烯发生环合反应得到3a，在前期工作的基础上设置反应条件溶剂为DCE、催化剂Cu(CH3CN)4PF6(10 mol%)、NaBArF4(12 mol %)，筛选反应配体L1-L8(BOX, 12 mol %)，结果显示手性(S)-DTBM-SEGPHOS L8取得91%产率和大于99 %的对映选择性（entry 8），5倍当量苯乙烯反应45h后得到90%的产率和> 99 % ee。

应用筛选出的反应条件，对烯烃二炔模型底物的种类进行拓展。研究者首先对N-PG保护基对多种磺酰基进行探究，反应均取得较好的转化（77-88%，>98% ee），化合物3a为以Ts为保护基团反应45h后得到最佳的转化效果（88%，>99% ee）。接下来，以Ts为N原子上保护基，上述反应条件下合成带有芳基取代基的[2,2,1]的庚烷，取得较好的产率及不错的立体选择性（60-82%，94-99% ee）。研究者也探究了二取代芳基、杂环、苯乙烯基等，反应取得较好的适用性（52-87%, 88-99% ee）。值得注意的是，化合物3o-3q含有两个季碳原子，在该反应条件下同样适用。

研究者进一步探究苯乙烯底物。化合物3s-z及3aa-ac均为对位取代苯基，反应均得到较好的转化及对映体选择性(62-86%, >98% ee)，其中3y, 3z, 3aa, 3ab分别对应四种对位卤代苯基取代，均取得较好转化。3ad中引入频那醇酯反应转化率较低，同样取得呈现较好的立体选择性。3ae-ai则为对间位和邻位卤素取代，反应都实现了57%以上的产率且大于96% ee。特别指出，3aj为四环骈合的产物，该反应亦进行得较为顺利(90 %, 99 % ee)。

研究者进一步在含有苯乙烯的复杂复杂结构结构如阻燃材料、吲哚美辛、薄荷醇、布洛芬萘普生上开展此类反应，均取得较好的转化(58-81%, 90-99% ee)。此外，应用该方法与多环雌酮、胆固醇和二氢胆固醇也取得不错的环合效果(66-76%, 92-99% ee)。

研究者进一步开展了3a的结构修饰，首先在强碱性条件下脱去Ts保护，然后进行溴代反应后使用Suzuki反应接入两个苯基得到应用产物3au (63%, >99% ee), 该类结构可用作环氧化酶2 (COX2)抑制剂。3a类化合物的另一应用在于使用选择性的还原剂还原吡咯环的双键，得到单个双键还原产物3av和两个双键还原产物3aw，其中3aw的结构存在于天然活性产物中。

最后，研究者通过巧妙地设计多个反应，探究了多个可能的反应途径后推测出反应机制。反应在铜的催下及经金属卡宾及五元环过渡态等一连串过程，得到含铜的中间体1,3-偶极子，并与苯乙烯发生[3+2]环加成反应得到终产物。

总结：该方法以烯烃二炔与苯乙烯为原料，通过铜催化不对称[3+2]环加成反应，以高度立体选择性得到吡咯并二环[2,2,1]庚烷类化合物。该反应实现了含烯烃取代的金属卡宾到全碳1,3-偶极体的转化，开辟了1,3-偶极环化的新途径。