中(大)环骨架分子的催化不对称合成一直是有机合成化学研究的难点和前沿，而恰恰这类结构是众多药物及其中间体的核心结构单元，其中具有[3.3.1]结构的氮杂八元桥环是吲哚生物碱家族中一类重要核心骨架，研究表明该类骨架衍生物具有抗癌、抗抑郁和镇静等作用。这类化合物早期是从稀有天然植物和海洋生物中提取，但这远远不能满足现实需求。目前人工合成手性[3.3.1]氮杂八元桥环化合物主要依赖于从手性起始原料通过全/半合成策略或者借助手性辅基经过多步反应得到，该方法具有反应步骤长、条件苛刻和原子经济性差等缺点。催化不对称合成[3.3.1]型类天然产物骨架的方法至今未见报道，这主要归结于[3.3.1]氮杂八元桥环分子结构独特且刚性、而且具有多个立体中心，经过简单的起始原料一步（一锅）构建该类手性结构具有重大挑战。
我院王天利课题组一直致力于手性肽-季鏻盐催化的不对称合成化学研究，开发了一系列新型高效的手性肽-季鏻盐催化剂，并成功用于若干富有挑战的有机反应中（例如Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 7425-7430；Angew.Chem. Int.Ed. 2021, 60, 14921-14930；Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 19860-19870等）。针对上述科学问题并结合课题组前期在构建手性[3.2.1]氮杂七元桥环的研究基础 (Sci. China Chem. 2020, 63, 1091-1099），最近该课题组首次利用双功能季鏻盐催化剂和路易斯酸接力催化策略，以季鏻盐催化串联环化反应得到七元桥环中间体，随后路易斯酸促进该中间体原位开环/扩环，高效高立体选择性的构建了具有多个手性中心的[3.3.1]型氮杂八元桥环骨架。
该工作近期以“Asymmetric synthesis of N-bridged [3.3.1] ring systems by phosphonium salt/Lewis acid relay catalysis”为题发表在Nature Communications上（DOI: 10.1038/s41467-022-28001-8）。四川大学博士研究生谭建平为论文第一作者、硕士研究生李可晗和沈柏铭（南科大）为论文共同一作。王天利教授为本文第一通讯作者，四川大学为第一单位。特别感谢国家自然科学基金委、科技部、北京分子科学研究中心及四川大学的经费支持。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28001-8
