近日，中国科学院大连化学物理研究所精细化工研究室仿生催化合成研究组研究员陈庆安团队，在丁富烯的水合[3+2]环调聚反应研究方面取得新进展。全取代碳中心具有丰富的sp3化学空间，是天然产物和药物的主要结构特征之一。由于全取代碳中心拥挤的三维空间环境，具有较大合成挑战性。当连续全取代碳中心结构单元嵌入多环/桥环体系，其合成难度呈指数级增长。因此，采用传统的合成策略构建多个连续的全取代碳中心结构框架，需要精心设计合成路线，并耗费大量的时间和原料。传统的构建多个连续全取代碳中心（3个或更多）的方法，通常依赖于通过多步合成过程将全取代碳中心逐步引入到预先制备的含有全取代碳中心的底物上。因此，通过一锅法合成多个连续全取代碳中心结构骨架存在挑战。陈庆安团队致力于发展不同催化体系，以实现烯烃、炔烃的资源化利用和精准转化。丁富烯是苯的构造异构体，具有三重共轭体系，提供了较多潜在的反应位点。此前，陈庆安团队与浙江大学麻生明院士团队合作，利用商业可得的原料，实现了Pd催化丁富烯的高效合成。新研究通过丁富烯的水合[3+2]环调聚反应制备了具有多个连续全取代碳中心的多环骨架，实现了分子结构从2D到3D的转化。机理实验和理论计算研究表明，该反应经历了丁富烯的加成、环化和水合过程。此外，该研究通过各种合成转化和Sc(OTf)3的回收利用实验，验证了这一反应的潜在应用价值。上述策略为发展高效构筑连续全取代碳中心多环骨架的方法提供了新思路。相关研究成果以Hydrated [3+2] Cyclotelomerization of Butafulvenes to Create Multiple Contiguous Fully Substituted Carbon Centers为题，发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。论文链接大连化物所提出丁富烯的水合环调聚新策略