复杂天然产物中独特的环系结构往往决定其独特的生物活性。例如，三尖杉二萜 harringtonolide具有纳摩尔级抗肿瘤活性，而其A环降碳的同系物cephalolide A则完全丧失抗肿瘤作用。因此，实现天然产物环系的精准高效合成是药物分子发现与开发的重要前提。然而，由于存在多种氧化态、复杂的手性中心，尤其是季碳手性中心的存在，复杂环系的构建仍然充满挑战（图1）。

图1.天然产物环系构建的重要性及复杂性

环加成反应是有机合成中构建复杂环系的高效工具。其中，以Diels–Alder 反应为代表的[4+2]环加成已被广泛应用于药物和功能材料的合成，并因此获得诺贝尔化学奖。相比之下，[5+2]环加成作为一类新兴的成环策略，能够在一步中构建七元环和张力较大的桥环骨架，为复杂天然产物合成提供了全新的途径。但与[4+2]反应的成熟和普及不同，[5+2]环加成尚处于发展早期，相关研究和应用仍较为有限。

近日，南开大学元素有机化学全国重点实验室邓军团队在天然产物旗舰期刊Natural Product Reports上发表长篇综述《Recent progress of [5+2] cycloaddition reactions in natural product synthesis》，系统总结了2013–2024年间[5+2]环加成反应在复杂天然产物全合成中的最新进展与典型应用。

图2. [4+2]与[5+2]环加成反应的比较

该综述首先对比了[4+2]与[5+2]环加成反应在反应机理、底物类型、立体选择性和合成应用方面的异同（图2），并集中介绍了三类关键的[5+2]反应：1）氧化吡喃鎓叶立德型[5+2]环加成；2）氧化去芳构化（ODI）型[5+2]环加成；3）苯醌[5+2]环加成。文章通过多个代表性天然产物的合成案例（如 (−)-colchicine、(−)-retigeranic acid A、merocytochalasan 等），详细阐述了每类反应的设计思路、反应机制以及在复杂分子骨架构建中的独特优势。通过与[4+2]环加成及其他合成策略的直接比较，作者突出了[5+2]在步骤经济性、立体控制能力以及桥环骨架搭建方面的优势与不足（图3）。相较于[4+2]反应的深入发展，目前[5+2]反应仍有巨大的探索空间，尤其是在不对称催化、底物范围拓展以及天然产物后期应用等方面。未来，[5+2]环加成有望成为推动天然产物全合成、药物研发与功能材料创制的重要工具。

图3. [5+2]环加成反应在天然产物合成中的应用

该论文作者分别为：王楠(2024级博士生)，白羽(2022级本科生)，曾庆宜(2022级本科生)，张涛(2022级本科生)，邓军研究员。本研究得到了国家自然科学基金、南开大学化学学院元素有机化学全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心等多项基金的资助。文章链接如下：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/np/d5np00023h/unauth