双环[1.1.1]戊烷（BCP）常被用作苯基、叔丁基及内炔的生物电子等排体，以改善生物活性分子的类药性。因此，通过在[1.1.1]螺桨烷分子中引入实用性的官能团，设计新的生物等排体在药物开发中具有较好的应用前景。例如，1996年，在Pellicciari等人开发的mGluR1拮抗剂中，BCP被用作1, 4-二取代苯环的生物等排体；2012年，Stepan等人证实BCP作为生物等排体时，可以显著提高化合物的水溶性、渗透性、代谢稳定性等特性；2016年，Nicolaou与Stepan等人发现将1, 4-二取代的苯基转化为BCP时，可以改善分子的生物药理性质。

图1  含有BCP结构的生物活性化合物

最近，苏州大学朱晨课题组报道了在温和的反应条件下，成功将氟烷基硫醚或氟烷基硒醚与砜同时引入到BCP中，合成了多种BCP取代的氟烷基硫醚和硒醚衍生物（Sci. China Chem. 2020, doi: 10.1007/s11426-020-9733-y.）。

据统计，市场上销量额排名前两百的药物分子中，含杂芳环的骨架占据近50%。鉴于杂芳烃和BCP在药物合成中均有重要的应用价值，苏州大学朱晨课题组尝试在可见光促进的条件下将杂芳基烷基砜和溴同时引入[1.1.1]螺桨烷中。该反应以fac-Ir(ppy)₃作为光催化剂，四丁基溴化铵作为添加剂，乙腈作为溶剂，在30 W蓝光照射下，得到了多种溴代的BCP衍生物。

该反应可能通过自由基链式循环或光催化氧化还原的过程，将各类杂芳环（如N-甲基苯并咪唑、苯并噁唑、苯并呋喃、苯并噻吩、N-甲基咪唑、5-溴噻唑、吡啶和嘧啶）引入BCP骨架中。同时，可以很方便地将同位素氘引入BCP骨架中。该反应为在BCP中引入杂芳基及后期修饰提供新的思路。反应条件温和，操作简单，并且能够实现产物的克级制备，方法具有优异的原子经济性。

图2  自由基参与的溴烷基化反应合成双官能化BCP衍生物

相关成果近期在线发表于Chin. J. Org. Chem.，硕士生张红、博士生王明扬为文章的共同第一作者，朱晨教授为通讯作者。详细内容见：Hong Zhang, MingyangWang, Xinxin Wu, Chen Zhu*, Radical-mediated Bromoalkylation of[1.1.1]Propellane: Synthesis of Bromo-substituted Bicyclo[1.1.1]pentane (BCP)Derivatives, Chin. J. Org. Chem. 2020, Doi:10.6023/cjoc202005001.