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并苯（acene）是由多个苯环线性稠合而成的稠环芳烃，作为有机光电材料的重要骨架，在光电领域应用广泛；薁（azulene）则由五元环与七元环并合而成，是萘的非交替同分异构体，具有独特的光电性质。对并苯进行杂原子或薁环替代修饰已成为并苯改造工程中的两种重要策略。然而，受限于薁环的合成挑战，仅有少数端位修饰薁环的含薁并苯分子被报道（图1）。2024年，Hashmi课题利用金(I)催化的三烯炔环化反应合成了首例中间嵌入薁环的噻吩并并苯E。由于他们采用的环化反应仅构建薁环的七元环，合成比并苯衍生物E更长的内嵌薁噻吩并并苯，比如F，则更具挑战性。

图1薁并并苯和内嵌薁噻吩并并苯（来源于ACIE）

2024年，华东师范大学汪日新（Sunewang R. Wang）研究员与合作者基于“环丙烷优先构建”策略发展了一种原位生成传统方法难以制备的杂芳环并降蒈二烯中间体的新方法，并发现金(I)催化可驱动这类新型降蒈二烯中间体发生去芳构化[1,5]-碳迁移重排/开环芳构化串联反应；进一步地，迁移后的酰甲基基团与邻位芳环经脱水芳构化反应构建新的苯并环，实现杂芳基取代炔基环丙烷的快速螺烯化骨架蜕变（skeletal metamorphosis）（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202415839）。

近期，基于对杂芳环并降蒈二烯去芳构化[1,5]-碳迁移重排过程立体位阻敏感性的深入认识，他们发展了四甲基胍催化的炔烃分子内氢杂芳化反应，成功构建了一类高度拥挤的新型杂芳环并降蒈二烯中间体。通过立体位阻对“碳行走”方向的精准调控，该策略实现了降蒈二烯的区域选择性迁移扩环反应，高效合成了一系列杂芳环并环庚三烯衍生物；后者可进一步经形式氧化或形式还原的Nazarov环化反应在七元环上构建环戊二烯并环，最终完成内嵌薁噻吩并并苯的模块化合成，实现了杂芳基取代炔基环丙烷的又一新颖骨架蜕变转化（图2）。

图2位阻调控杂芳基取代炔基环丙烷多样性骨架蜕变（来源于ACIE）

在最优条件下，作者系统考察了炔上取代基、迁移季碳上芳基、酰基及杂芳环种类及其上取代基的适用范围（图3）。结果表明，炔上取代基与迁移季碳上芳基的大位阻会阻碍反应进行，但该反应对上述取代基的电子效应兼容性良好。例如，除苯炔外，吡啶炔、噻吩炔、端炔、烷基炔、烯炔、二炔底物均能顺利转化；与2-噻吩基底物相比，其他五元杂芳环底物表现出更高的反应活性。

需要指出的是，由于迁移季碳对迁移终点的位阻较为敏感，4-溴-3-噻吩基和3-苯并噻吩基炔基环丙烷底物只能生成相应的降蒈二烯衍生物（2la、2na和2ma），而不会进一步迁移扩环。另外，作者将2-噻吩基底物中反应活性较低的炔上邻溴苯基和迁移季碳上邻溴苯基，与活性更高的3-噻吩基、2-或3-呋喃基结合，成功拓展了底物的适用范围。有趣的是，可能由于亚烷基体积较小、与邻近酰基相互作用较弱，降蒈二烯衍生物2aaf在反应条件下不会继续发生迁移扩环反应。

图3迁移扩环反应的底物普适性（来源于ACIE）

作者通过氘代示踪、KIE估测及H/D交换等机理实验（图4），并结合手性噻吩并降蒈二烯“碳行走”过程中的立体化学变化实验（图5）与密度泛函理论（DFT）计算（图6），阐明了该反应的机理。具体而言，反应经历以下关键步骤：首先，杂芳基炔基环丙烷依次经aromatic yne Cope扩环重排、四甲基胍介导的质子转移及Cope缩环重排，完成新型碱催化的炔烃分子内氢杂芳化反应，生成高度拥挤的杂芳环并降蒈二烯中间产物；随后，该中间产物发生位阻调控的去芳构化[1,5]-碳迁移（即“碳行走”），生成拥挤程度得以缓解的降蒈二烯中间体；后者继续发生Cope扩环重排，同时杂环恢复芳香性，得到杂芳环并环庚三烯产物。值得注意的是，实验及理论计算均表明，杂芳环并降蒈二烯的去芳构化[1,5]-碳迁移过程经历协同的三线态双自由基过渡态，迁移基团的构型发生翻转，不遵循Woodward-Hoffmann规则。

图4反应机理研究（来源于ACIE）

图5 手性噻吩并降蒈二烯“碳行走”的立体化学（来源于ACIE）

图6噻吩并降蒈二烯的形成及迁移扩环反应的可能机理（来源于ACIE）

作者发展了形式氧化或形式还原的 Nazarov 环化反应在七元环上构建环戊二烯并环，并结合后续酯基脱除转化，成功完成了一系列含四到六个并环的内嵌薁噻吩并并苯的模块化合成，充分展示了该策略在构建含薁稠环芳烃衍生物的强大潜力（图7和图8）。

图7内嵌薁噻吩并并苯模块化合成（来源于ACIE）

图8氯代内嵌薁噻吩并并苯的合成（来源于ACIE）

在该工作中，汪日新（Sunewang R. Wang）研究员团队发展了有机碱催化的炔烃分子内氢杂芳化反应，实现了传统方法难以合成的高度拥挤杂芳环并降蒈二烯衍生物的制备，并通过立体位阻调控降蒈二烯“碳行走”方向实现了区域选择性的迁移扩环重排反应。所得多取代杂芳环并环庚三烯衍生物进一步经形式氧化或形式还原的 Nazarov 环化反应在七元环上构建环戊二烯并环，从而完成内嵌薁噻吩并并苯类化合物的模块化合成。该反应为杂芳基取代炔基环丙烷提供了又一全新的骨架蜕变转化路径，拓展了降蒈二烯可控转化的合成应用范围。

期刊介绍

Angewandte Chemie是全球化学领域最具影响力的顶级期刊之一，由Wiley出版，创刊于1887年，最新影响因子为16.9。