上海有机所在可见光介导的能量转移去芳构化方面取得进展

上海有机所

在可见光介导的能量转移去芳构化方面取得进展

可见光是一种清洁环保的可再生资源。可见光催化反应因其迥异于热化学转化的反应行为，近年来在有机合成中得到了广泛的应用。值得注意的是，将可见光诱导的能量转移过程与去芳构化反应相结合，可在温和的反应条件下高效地构建复杂三维分子骨架。中科院上海有机所金属有机化学国家重点实验室游书力研究员团队一直致力于发展可见光介导的去芳构化反应。在前期工作中该团队发现，在可见光的照射和光敏剂存在条件下吲哚衍生物可通过能量转移机制激发至三重态，并与分子内烯烃、炔烃发生[2+2]环加成反应，构建含环丁烷或环丁烯单元的吲哚啉衍生物(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2636, CCS Chem. 2020, 2, 652)；与N-甲氧基肟醚发生[2+2]环加成反应或1,5-氢原子转移反应，构建吲哚啉并氮杂环丁烷和indolizidine类衍生物(ACS Catal. 2020, 10, 12618)；与另一芳香环发生双去芳构化[4+2]或[2+2]环加成反应，实现了一系列结构新颖的三维分子结构的构建(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 7036)（图1A）。

图1 可见光促进的去芳构化环加成反应

近期，该团队发展了可见光的条件下激发态吲哚/吡咯与乙烯基环丙烷(VCP)的去芳构化环加成反应(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13441.)，实现了结构多样性的多环吲哚啉/吡咯啉类分子的快速合成。该项研究结果突破了以往乙烯基环丙烷参与去芳构化反应的成环模式，丰富了去芳构化环加成反应的类型，为进一步开发新型去芳构化反应提供了新的思路（图1B）。

在本工作中，研究人员将激发态吲哚去芳构化环加成反应策略与VCP容易发生自由基开环的特点相结合，证实乙烯基环丙烷是一种良好的双自由基受体，在温和条件下与激发态吲哚双自由基发生包括[5+2]，[2+2]，中断[5+2]及[5+4]在内的等多种去芳构化环加成反应。通过优化反应条件和底物结构，构建了一系列含多并环或桥环结构的中环分子，可以良好的收率（最高93%）及优秀的化学和非对映选择性（最高大于20:1）获得目标分子。此外，反应机理得到了一系列实验和理论计算的支持。

该研究工作由朱敏博士、黄绪伦和孙硕完成，郑超副研究员、游书力研究员为通讯作者。国家自然科学基金委、上海市科委、中国科学院和上海有机所对该研究工作给予了大力资助。