杂环化合物，尤其是含氮杂环化合物往往具有重要的生物活性，在药物研发中具有重要的地位。发展高效的含氮杂环化合物的合成方法一直是有机合成研究的热点。近年来，随着过渡金属催化和自由基化学的快速发展，异腈越来越广泛地应用到含氮杂环化合物的合成中。异腈作为一氧化碳的等电子体，在合成杂环化合物方面具有重要地位。通过设计官能化异腈来构建杂环化合物近年来引起了科学家的广泛关注。
中国科学院广州生物医药与健康研究院朱强研究员团队长期致力于杂环分子的绿色合成方法研究，在杂环分子的高效设计合成方面积累了丰富的经验。研究团队采用新的策略，即利用设计官能化异腈，通过金属催化的异腈插入，自由基环化串联反应等策略设计合成了多个具有广泛药理活性的杂环化合物。这些方法普遍具有良好的原子经济性和步骤经济性，极大地提高了它们的合成效率，为进一步的生物活性研究奠定了基础。
利用这一策略，研究团队从邻叠氮芳基异腈通过脱氮亚胺自由基环化串联反应成功地合成了取代的苯并咪唑衍生物(Org. Lett.2017,19, 3223-3226)；利用邻叠氮芳基异腈通过铜催化的串联反应合成1,2,3-三氮唑[1,5-a]喹喔啉骨架衍生物(Chem. Commun.2017,53, 1305-1308)；通过钯催化的烯胺的β-位选择性C(sp2)-H键活化/异腈插入合成N-乙酰基烯酰胺衍生物(Org. Chem. Front.2017,4, 1103-1106)；此外，研究团队首次在国际上利用去对称化策略，通过钯催化的不对称亚胺钯化/碳氢键活化反应合成了含手性季碳的3,4-二氢异喹啉衍生物。该反应具有很高的收率(最高达99%)和ee值(最高达92%) (ACS Catalysis,2017,7, 3832– 3836)。更重要的是，该反应产物通过选择性还原能够得到含有两个手性中心的3,4-二氢异喹啉衍生物。这些手性衍生物在药物筛选和配体设计方面具有重要的潜在应用价值。
以上这些合成方法的建立，为今后高效地设计合成具有广泛生物活性的杂环药物分子奠定了基础。该项研究获得国家自然科学基金面上项目(21272233, 21472190,21672215)，国家自然科学基金重点项目(21573095),广东省自然科学基金资助(S2011020000806,2014A030313796)和中国科学院青年创新促进会人才项目资助。
