研究背景
喹喔啉-2(1H)-酮是一类重要的有机化合物,在有机合成和药物化学中有及其重要的作用,研究发现许多含有喹喔啉-2(1H)-酮骨架的化合物具有抗癌、抗菌、抗糖尿病和抗病毒活性。
此外,喹喔啉-2(1H)-酮也是合成各种 N-杂环化合物的基本结构单元,科研工作者们通过对其 C(3)位的 C(sp²)–H 官能团化得到了一系列芳基化,烷基化,烷氧基化,氟烷基化,酰基化,胺化,酰胺化的喹喔啉-2(1H)-酮衍生物。
基于这些方法所合成的含有酰胺官能团的喹喔啉-2(1H)-酮骨架具有独特的生物活性和药理作用,含有这类骨架的药物能起到平喘、抗肿瘤、抗炎、抗血栓、抗菌等作用。因此,通过有效的合成方法将喹喔啉-2(1H)-酮和酰胺官能团组合成复杂化合物具有重大意义。
然而,目前所开发的合成方法通常需要加入金属催化剂、光催化剂或强氧化剂,复杂的催化体系一定程度上限制了其应用范围。
论文详情
基于以上背景,武汉工程大学药物研究院宣良明、汪伟、陈芬儿院士团队利用 N-氟代酰胺和喹喔啉-2(1H)-酮为原料,添加适量碱,在紫外可见光照射下,成功实现了 N-氟代酰胺远端 C(sp³)–H 的杂芳香化,合成了一系列喹喔啉类衍生物。
该反应体系避免使用昂贵的光催化剂和难以纯化的氧化剂,利用反应底物喹喔啉-2(1H)-酮或生成的喹喔啉类衍生物作光敏剂,在碱促进下实现了光氧化还原循环过程。
正是基于该反应体系简单,底物适用范围广的特点,汪伟、陈芬儿院士团队还成功将该技术申请了专利保护,希望该技术能在合成和医药领域得到广泛应用。
该成果以 “Remote C(sp³)–H heteroarylation of N-fluorocarboxamides with quinoxalin-2(1H)-ones under visible-light-induced photocatalyst-free conditions” (《可见光促进 N-氟代酰胺与喹喔啉的远端 C(sp³)–H 杂芳香化反应》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Green Chemistry 上,并入选为期刊封面文章 (Front cover),同时入选了 2022 年度热点论文。
研究亮点
亮点 1:
该光催化反应能在无光敏剂、无金属催化剂、无氧化剂条件下进行。
亮点 2:
该反应不仅适用于苄基 C(sp³)–H 键的杂芳香化,也适用无明显差异的远端 C(sp³)–H 键,各种类型(1°、2° 和 3°) 的 δ-C(sp³)–H 都能通过 1,5-HAT 过程活化。
亮点 3:
该反应具有广泛的底物范围、良好的官能团耐受性以及优异的化学选择性和区域选择性,能高效合成一系列酰胺官能团化的喹喔啉-2(1H)-酮衍生物。
论文信息
https://doi.org/10.1039/D2GC02874C
主要作者简介
武汉工程大学
武汉工程大学
复旦大学
相关期刊
rsc.li/greenchem
Green Chem.
| 2-年影响因子* | 11.034分 |
| 5-年影响因子* | 10.794分 |
| 最高 JCR 分区* | Q1 绿色可持续科技 |
| CiteScore 分† | 15.1分 |
| 中位一审周期‡ | 30 天 |
Green Chemistry 专注于绿色化学和可持续性替代技术的最前沿,报道的跨学科研究工作致力于构建对生物和环境友好的技术基础,以期减少化学生产对环境的影响。该刊发表的原创性研究成果代表了绿色化学研究领域的重大进展,具有广泛的吸引力。该刊的论文必须将所报道的新方法与现有方法进行比较,并证明新方法具有的优势,特别是在减少或消除对环境的不良影响方面。
Chair
Javier Pérez-Ramírez