环加成反应具有简洁高效和原子经济性高的特点，在天然产物全合成中应用广泛。环加成反应通常可以一步形成两个化学键，还常常伴随着新的手性中心构建，往往具有良好的立体选择性，是合成复杂化合物的重要手段。七元碳环广泛存在于天然产物和活性药物分子中，七元环的构建往往是这些复杂分子合成中的难点。由于环张力和热力学不稳定，普通的环化反应往往难以实现七元碳环的构建。而环加成反应可以弥补这一缺陷，实现高效简洁的七元环合成。香港大学的赵宝贻课题组在[4+3]环加成反应的方法学及其在天然产物全合成中的应用经验丰富、成果丰硕，最近应邀在Chem. Soc. Rev.上发表综述文章，总结了近二十年来[4+3]环加成反应在全合成中的应用。

[4+3]环加成反应主要分为经典的[4+3]环加成反应和形式的[4+3]环加成反应（图1）。经典的[4+3]环加成通常以烯丙基碳正离子作为亲二烯体，与顺式共轭二烯发生环加成，得到七元环的环加成产物。形式的[4+3]环加成反应通常先由烯丙基卡宾与二烯中的一个双键发生环丙烷化反应，然后经历Cope重排得到七元环的产物。该论文首先介绍了这两类反应的最新进展。对于经典的[4+3]环加成反应，作者认为其中的4个原子都是常见的共轭二烯，变化不大，而3个原子组分可以根据形成碳正离子的方法选择不同的前体，也可以选择不同的取代基来稳定形成的碳正离子，从而调节其反应活性，因而具有很大的开发潜力。形式上的[4+3]环加成反应由于其中的Cope重排过程具有高度的立体专一性，控制第一步环丙烷化反应的立体化学就可以很顺利地得到高立体选择性的环加成产物。

图1. [4+3]环加成反应

对于[4+3]环加成反应在天然产物全合成中的应用，作者分成两部分来叙述。第一部分是[4+3]环加成反应应用在含有环庚烷结构的天然产物全合成中。在该部分涉及的合成工作中，[4+3]环加成反应通常作为最直接的手段构建分子中的七元碳环结构单元，往往是该合成工作中的关键步骤。第二部分是[4+3]环加成反应应用在一些并不含环庚烷结构单元的天然产物全合成中。由于[4+3]环加成反应的产物往往具有丰富的官能团以及众多的手性中心，通过扩环反应、缩环反应或者开环反应，加成产物很容易转化为有用的含丰富官能团的合成砌块。

最后，作者认为尽管[4+3]环加成反应在最近20年取得了长足的发展，但是局限性也很明显。比如很多反应局限于特定的结构或者特定的官能团，有些[4+3]环加成反应只能采取分子内或者分子间的反应，分子间的反应有些非常依赖于Thorpe–Ingold效应，反应普适性不高。这些局限性也导致应用[4+3]环加成反应在复杂产物的合成中困难重重。但作者相信，最近发展迅猛的金属介导和催化的反应方法学以及有机催化反应会推动[4+3]环加成反应的快速发展，特别是不对称反应的发展会促使越来越多的[4+3]环加成反应应用到天然产物的全合成中。

该论文作者为：Zengsheng Yin, Yun He and Pauline Chiu