环丁烷骨架作为一类重要的四元环片段，广泛存在于天然产物和药物分子中。值得指出的是，近三分之一的天然产物具有偕二甲基环丁烷骨架。例如，双环倍半萜型天然产物β-石竹烯（β-caryophyllene），其可以作为食品用的天然香料；且具有局麻、抗炎、抗抑郁等多种生物特性。从植物和真菌中分离出的各种石竹烯衍生物同样具有潜在的生物活性。

近年来，高张力四元环的不对称官能团化反应得到了越来越多的关注，已成为构建手性环丁烷骨架的高效方法之一。环丁烯酮是一类重要的有机合成子，具有结构独特、易制备、反应活性高等特点。通过对映选择性及化学选择性的官能团化反应可得到结构多样的手性多取代环丁烷衍生物。近日，复旦大学化学系陆平课题组基于此四元环精准转化策略，利用不对称还原/捕获/偶联策略，实现了一系列手性2,3-二取代环丁酮的构建，并完成了多个含偕二甲基环丁烷骨架的天然产物，包括(+)-β-caryophyllene，(-)-raikovenal等分子的合成。

不同于五元环、六元环等环系分子，环丁酮羰基α位的不对称官能团化反应一直是合成化学中的挑战。由于其环张力等自身结构因素的影响，该类分子容易发生环张力释放驱动下的开环以及双分子间的缩合等副反应。针对高光学纯的铜氢还原中间体，即烯醇硅醚中间体，该课题组利用极性反转的策略，通过NBS试剂捕获以高收率获得了具有亲电活性的2-溴环丁酮。这类2-溴代环丁酮化合物表现出较高的稳定性及反应活性，在镍催化或钴催化下，可以与锌试剂、烯烃等第二组分，发生高非对映选择性的偶联反应，从而得到一系列环丁酮羰基α位芳基化、烯基化及烷基化的偶联产物。

应用该策略，作者从环丁酮出发，以克级规模制备了与烯基锌试剂的偶联产物。随后通过多步转化得到三烯前体，在Grubbs二代催化剂作用下，顺利地得到(Z)-型的异石竹烯；通过两步化学转化（环氧化以及开环-消除）高效地实现环内双键的Z/E异构化，得到了单一的反式环状烯烃，完成了(+)-β-caryophyllene的全合成。

复旦大学化学系陆平课题组从偕二甲基环丁烯酮出发，通过不对称还原/捕获/偶联策略，高效地构建一系列手性2,3-二取代环丁酮，并成功地将该策略应用于含有偕二甲基环丁烷骨架的天然产物全合成中。