吡咯并[2,1-a]異喹啉類化合物是一類含氮雜環(huán)化合物，存在于很多天然產(chǎn)物中。這類化合物在抗癌、抗菌、抗病毒、抗氧化等方面有著顯著的生物活性。目前，吡咯并[2,1-a]異喹啉骨架的合成方法多種多樣，其中，四氫異喹啉酯與N-芳基馬來酰亞胺的[3+2]環(huán)加成反應(yīng)受到人們的特別關(guān)注。光催化四氫異喹啉酯與N-芳基馬來酰亞胺的[3+2]環(huán)加成反應(yīng)為吡咯并[2,1-a]異喹啉的合成提供了一種綠色、溫和的策略。目前該類反應(yīng)所用的光催化劑大都為過渡金屬配合物或者染料分子，然而這些光催化劑通常都是均相的，導(dǎo)致催化劑難以分離和回收。因此，設(shè)計(jì)和合成可循環(huán)、高效的多相光催化劑對(duì)光催化[3+2]環(huán)加成反應(yīng)具有重要意義。共價(jià)有機(jī)框架(COFs)作為一類具有高度有序和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的新型有機(jī)晶體多孔材料，近年來受到越來越多的關(guān)注。尤其是基于卟啉單元的COFs，因其獨(dú)特的光物理和光化學(xué)性質(zhì)，已被廣泛應(yīng)用于一系列光催化有機(jī)反應(yīng)中。然而，基于COFs的光催化[3+2]環(huán)加成反應(yīng)制備吡咯并[2,1-a]異喹啉的研究卻鮮有報(bào)道。
近日，山東師范大學(xué)的董育斌教授、耿琰教授團(tuán)隊(duì)利用卟啉基Por-Ad-COF作為高效的多相光催化劑，通過光催化[3+2]環(huán)加成反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了吡咯并[2,1-a]異喹啉類化合物的合成。作者以5,10,15,20-四(對(duì)氨基苯基)卟啉、蒽-9,10-二甲醛作為單體合成了卟啉基Por-Ad-COF，并將其作為光催化劑，室溫光照下實(shí)現(xiàn)了四氫異喹啉酯和N-苯基馬來酰亞胺的[3+2]環(huán)加成反應(yīng)，高效構(gòu)筑了吡咯并[2,1-a]異喹啉化合物。研究表明，該反應(yīng)具有較好的普適性，含有各種取代基的吡咯并[2,1-a]異喹啉化合物均以中等至良好的產(chǎn)率獲得。此外，卟啉基Por-Ad-COF具有良好的穩(wěn)定性，可以重復(fù)使用至少5次而不損失其催化活性。機(jī)理研究顯示，該反應(yīng)通過光催化[3+2]環(huán)加成/氧化芳構(gòu)化串聯(lián)過程進(jìn)行。 綜上所述，作者首次利用卟啉基Por-Ad-COF作為高效的多相光催化劑，實(shí)現(xiàn)了四氫異喹啉酯與N-芳基馬來酰亞胺的[3+2]環(huán)加成反應(yīng)。本工作為吡咯并[2,1-a]異喹啉類化合物的合成提供了一條綠色、溫和的途徑，也進(jìn)一步拓展了COFs作為高效光催化劑在光催化轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用范圍。 論文信息 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
