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EurJOC:光催化[3+2]环加成反应合成吡咯并[2,1-a]异喹啉

吡咯并[2,1-a]异喹啉类化合物是一类含氮杂环化合物,存在于很多天然产物中。这类化合物在抗癌、抗菌、抗病毒、抗氧化等方面有着显著的生物活性。目前,吡咯并[2,1-a]异喹啉骨架的合成方法多种多样,其中,四氢异喹啉酯与N-芳基马来酰亚胺的[3+2]环加成反应受到人们的特别关注。光催化四氢异喹啉酯与N-芳基马来酰亚胺的[3+2]环加成反应为吡咯并[2,1-a]异喹啉的合成提供了一种绿色、温和的策略。目前该类反应所用的光催化剂大都为过渡金属配合物或者染料分子,然而这些光催化剂通常都是均相的,导致催化剂难以分离和回收。因此,设计和合成可循环、高效的多相光催化剂对光催化[3+2]环加成反应具有重要意义。共价有机框架(COFs)作为一类具有高度有序和扩展结构的新型有机晶体多孔材料,近年来受到越来越多的关注。尤其是基于卟啉单元的COFs,因其独特的光物理和光化学性质,已被广泛应用于一系列光催化有机反应中。然而,基于COFs的光催化[3+2]环加成反应制备吡咯并[2,1-a]异喹啉的研究却鲜有报道。



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近日,山东师范大学的董育斌教授、耿琰教授团队利用卟啉基Por-Ad-COF作为高效的多相光催化剂,通过光催化[3+2]环加成反应实现了吡咯并[2,1-a]异喹啉类化合物的合成。作者以5,10,15,20-四(对氨基苯基)卟啉、蒽-9,10-二甲醛作为单体合成了卟啉基Por-Ad-COF,并将其作为光催化剂,室温光照下实现了四氢异喹啉酯和N-苯基马来酰亚胺的[3+2]环加成反应,高效构筑了吡咯并[2,1-a]异喹啉化合物。研究表明,该反应具有较好的普适性,含有各种取代基的吡咯并[2,1-a]异喹啉化合物均以中等至良好的产率获得。此外,卟啉基Por-Ad-COF具有良好的稳定性,可以重复使用至少5次而不损失其催化活性。机理研究显示,该反应通过光催化[3+2]环加成/氧化芳构化串联过程进行。

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综上所述,作者首次利用卟啉基Por-Ad-COF作为高效的多相光催化剂,实现了四氢异喹啉酯与N-芳基马来酰亚胺的[3+2]环加成反应。本工作为吡咯并[2,1-a]异喹啉类化合物的合成提供了一条绿色、温和的途径,也进一步拓展了COFs作为高效光催化剂在光催化转化中的应用范围。

文信息

Photocatalytic Oxidative [3+2] Cycloaddition for Pyrrolo[2,1-a]isoquinoline Synthesis Using a Porphyrin-Based Covalent Organic Framework

Dr. Cheng-Juan Wu, Ming-Zhen Shao, Li-Jing Niu, Ting-Rui Li, Wen-Jing Liang, Dr. Jing-Lan Kan, Prof. Yan Geng, Prof. Yu-Bin Dong


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202300232




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