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重要研究进展
熊阳教授团队研究成果在《Angewandte Chemie International Edition》上发表
时间:2024-12-13点击数量:
  

近日,重庆大学药学院熊阳课题组利用可见光介导双自由基氢原子转移(DHAT)策略,实现了邻烷基芳基硅基亚胺、邻甲酰芳基硅基亚胺和烯烃的[4+2]环化反应。通过与马德里康普顿斯大学Fernández课题组合作,利用机理实验和DFT计算研究,认为硅基取代基能有效促进能量转移,形成关键的C,N-双自由基中间体,进行C-H键的氢原子转移反应和后续与烯烃[4+2]环化反应。相关研究成果近期发表于Angew. Chem. (https://doi.org/10.1002/anie.202421464)

四氢-1-萘胺骨架存在于许多天然产物、生物活性分子和药物分子中。如:药物分子盐酸舍曲林;生物活性分子鬼臼毒素衍生物等。因此,高效简洁合成四氢-1-萘胺骨架来实现生物活性分子的修饰和化学空间的拓展具有重要意义。从理论上来讲,亚胺的双自由基氢原子转移和随后的[4+2]环化反应是合成四氢-1-萘胺骨架绿色简洁新方法。然而,尽管有许多尝试,光激发亚胺类似的转化却相对匮乏。在可见光化学中这三个科学难题需要解决:降低的nπ*特性、E/Z异构化的能量耗散和双自由基中间体的反应活性(1,5-DHAT[4+2]环化中)。

基于此,作者成功实现了激发态的硅烷基芳基亚胺与烯烃发生DHAT/[4+2]环化反应。研究发现,通过一锅法的合成路线,苄基C(sp3)-H键和甲酰基C(sp2)-H键都可以进行选择性转化,与烯烃发生[4+2]环化反应。机理研究发现,反应中三线态硅基亚胺的氮原子可以攫取一级、二级、三级C(sp3)-H键和C(sp2)-H键的氢原子,形成1,4-双自由基。该1,4-双自由基可以被烯烃有效捕获从而发生[4+2]环化反应。氮原子上的硅基取代基对反应的成功至关重要。它能够有效的实现能量转移,从而形成关键的C,N-双自由基;同时,前沿轨道能量匹配有利于后续的1,4-双自由基和烯烃[4+2]环化反应。值得注意的是,从廉价商业易得邻甲基苯甲醛,利用两次C-H官能团化,可以快速合成药物分子舍曲林类似物。

综上,重庆大学药学院熊阳课题组马德里康普顿斯大学Fernández课题组合作发展了一种可见光介导激发态亚胺与烯烃双自由基氢原子转移的[4+2]环化反应来高效简洁的合成四氢-1-萘胺骨架。该方法可以用作药物分子的后期修饰和化学空间的拓展中,为药物的筛选和发现提供绿色新方法。