中环（8-11环）化合物是一类重要的有机结构单元，广泛存在于多种重要天然产物、药物及生物活性分子中。由于中环合成面临不利的跨环相互作用和熵效应，因此构建中环骨架具有较大挑战。目前，有关中环化合物的合成方法主要包括：环化/环加成反应、烯烃闭环复分解以及扩环反应等。其中，环加成反应是构筑环状结构最直接有效的合成策略，但通过直接高阶环加成反应构建中环分子的报道仍然较为稀少。
近年来，氧化氮杂环卡宾催化反应（NHC）已成为一种有效构筑杂环骨架的合成工具。文献中的研究主要集中于常规环构建，其典型的环化模式包括[2 + 2]、[3 + 2]、[3 + 3]、[4 + 2]及[4 + 3]等（图1a）。然而，目前尚无利用氧化氮杂环卡宾催化反应实现[7 + 3]环化反应之相关报道。鉴于此，江苏师范大学姜波课题组提出了一种基于NHC催化γ-2-吲哚苯酚与α,β-炔醛的[7 + 3]高阶环加成反应的新策略，从而实现了十元内酰胺化合物区域选择性的合成（图1b）。该研究已在线发表在Chin Chem Lett上，doi：10.1016/j.cclet.2024.110541。
图1 研究背景
首先，作者对该反应的最优条件进行了系统筛选。在确定最优反应条件后，对底物的适用范围进行了探索。研究结果表明，该反应具有良好的底物普适性和官能团兼容性（图2）。一系列γ-2-吲哚苯酚衍生物及不同取代基的α,β-炔醛均能以中等到良好的收率转化为相应的十元内酰胺类化合物。此外，该反应展现出高区域选择性，表明该催化体系能够精准识别亲核试剂结构中的不同亲核位点，从而实现区域选择性的亲核加成与取代反应。
图2 底物的适用范围
反应产物在最优条件下可进行规模放大反应，且能进行衍生化实验 (图3)。
图3 放大反应和合成转化
基于文献调研及实验结果，作者提出了可能的反应机理(图4)。以γ-吲哚基苯酚1a和α,β-炔醛2a为代表性实例，该过程最初涉及在碱性条件下由Pre-NHC C1原位生成游离的NHC催化剂，随后将NHC催化剂加入2a中生成Breslow中间体I，该中间体在Sc(OTf)3存在下被DQ氧化形成炔基酰基唑鎓-[Sc]-络合物II。在碱性条件下，将衍生自1a的γ-吲哚基酚阴离子III的氧负离子迈克尔加成到中间体II中，得到联烯酸酯中间体IV，该中间体经历质子转移（PT）和随后内酰胺化，得到产物3a，同时再生NHC催化剂和[Sc]-络合物，用于下一个催化循环。
图4 可能的催化循环
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