在扩环或开环过程中高环张力的环状底物是一种强大的工具，可以用来制作复杂和生物相关的分子。特别是“张力释放”试剂——高张力能(>50 kcal/mol)的双环或三环分子，通过桥接键的断裂反应导致释放张力，近年来越来越突出。其中包括双环[1.1.0]丁烷(BCB)，双环[2.1.0]戊烷，三环[1.1.1.01,3]戊烷(TCP)和1-氮杂双环[1.1.0]丁烷(ABB)，张力释放后可以得到环丁烷，环戊烷，双环[1.1.1]戊烷和氮杂丁烷衍生物。更具体地说，磺酰基取代的BCB和双环戊烷广泛适用于与亲核试剂或自由基物种的张力释放环烷基化反应和环加成反应，其中所得到的磺酰基可进一步衍生化处理。BCB可以很容易地通过砜定向的 C-H 官能化来多样化。从廉价和容易获得的材料中获得1-磺酰基双环[1.1.0]丁烷和双环戊烷仍然是一个挑战。Lindsay小组发现这些张力释放试剂可以通过3-磺酰基环丁醇中间体来获得，这些中间体在激活后容易跨环闭合。作者报道了从现成的甲基砜和廉价的环氧氯丙烷制备1-磺酰基双环[1.1.0]丁烷的一般方法。

作者最初研究了由甲基砜和对映体富集的环氧氯丙烷生成2-氯甲基取代的磺酰环丙烷，发现除了预期的环丙烷，3-磺酰基环丁醇中间体被MsCl激活后能够跨环亲核取代生成二环[1.1.0]丁烷，产率为24%。

为了研究这种合成二环[1.1.0]丁烷的方法的可行性，作者选择苯基甲基砜(1a)作为模型底物进行进一步优化反应条件。第一阶段使用n-Bu₂Mg获得磺酰基环丁醇中间体，使用苯磺酰氯作为醇活化剂，在最终的跨环亲核取代中使用n-BuLi收率最高。

该方法适用于各种甲基砜类。对于溴化BCB，最后阶段使用的n-BuLi必须减少到1当量，以减少锂-卤素交换形成的脱溴产物的生成。大多数双环[1.1.0]丁烷可以在一锅合成，但杂环衍生物2m和2n以及脂肪族衍生物2o和2p需要在第二阶段后进行水处理， KOt-Bu是最终跨环亲核取代的最佳碱。

将这一方法应用于取代环氧氯丙烷衍生物，可以直接由甲基砜1a生成二环丁烷2s和2t。1-取代环氧氯丙烷也可以生成BCB衍生物，如2t。

通过对反应条件的调整，将该方法扩展到类似的磺酰基取代双环[2.1.0] 戊烷3a - 3l。在这种情况下，HMPA作为助溶剂的加入显著提高了收率，以(n-Bu)(s-Bu)Mg代替n-Bu₂Mg作为初始碱。此外，最后阶段采用t-BuLi代替n-BuLi作为基，以避免不可分离的杂质的形成。总的来说，双环戊烷产物3a−3l的产率略低于相应的BCB，这主要是由于活化的3-磺酰基环戊醇中间体发生了不完全反应和竞争消除。

作者使用对映体纯的环氧化物获得了高对映选择性的双环戊烷。为了保证反应的立体选择性，要缩短第二阶段的反应时间以减少分子间竞争取代。

总之,作者报道了一锅法从甲基砜合成1-磺酰二环[1.1.0]丁烷和[2.1.0]二环戊烷。这两个反应都可以在克级规模上进行，而且使用对映纯的4-氯-1,2-环氧丁烷可以通过立体特异性途径获得高对映选择性的二环戊烷。考虑到磺酰基取代的张力释放试剂在用亲核试剂或自由基中间体进行环烷基化过程中的作用，这种方法可能在生物相关分子的精细化和功能化中得到广泛应用。

      DOI: 10.1021/jacs.2c00923