羰基置换：让环状酮变身饱和杂环化合物

饱和杂环结构广泛存在于药物和生物活性分子中，但传统方法合成这类结构往往步骤繁琐、底物局限。本文报道了一种创新的‘羰基替换’策略：以单一、易得的环酮为起始原料，先将其转化为一种罕见的双芳酰过氧缩酮中间体；再通过电子调控的过氧键断裂，实现环酮中两个碳-碳键的同时断裂，生成双氯代烷——这一产物可作为灵活‘连接手柄’，与简单的含氮、氧、硫、硒、碲等亲核试剂反应，模块化地引入不同杂原子，一步构建多种饱和杂环。该方法底物适应性强、官能团耐受性好，既可用于快速合成目标分子，也适用于活性分子后期的结构多样化修饰。研究还拓展出两种实用策略：‘成环—羰基替换’（先构建碳环再换杂原子）和‘环上修饰—羰基替换’（先对环酮进行官能化再替换），专门用于合成那些用常规方法难以获得的杂环。更进一步，作者将C–H键氧化与羰基替换结合，实现了概念验证性的‘亚甲基（CH₂）直接替换为杂原子’转化，为分子骨架编辑提供了新思路。