二氢异喹啉酮是某些药物分子和天然产物的重要结构单元，它们具有重要的生物活性，因此，开发有效的合成方法来构建这类化合物引起了人们的广泛兴趣。但是，此类化合物合成难度较大，通常需要复杂的原料以及苛刻的反应条件，因此，发展一种绿色高效简单的合成方法意义重大。近日，淮北师范大学王磊教授（点击查看介绍）和李品华教授（点击查看介绍）课题组开发了一种绿色有效的制备三氟甲基化二氢异喹啉酮的策略。相关工作发表在Green Chemistry 上 (Green Chem., 2019, 21, 3362–3369; DOI: 10.1039/C9GC00938H )。

作者选用了N-烯丙基-N-甲氧基苯甲酰胺（1a）和三氟甲基亚磺酸钠（CF3SO2Na，Langlois试剂）作为模型底物，叔丁基过氧化氢 (TBHP) 作为自由基引发剂，通过选择光催化剂、氧化剂、溶剂和光源的变化，来探索优化反应条件。最佳反应条件为：Ru(bpy)3Cl2 (2.0 mol%), TBHP (70%的水溶液, 1.5 equiv) 在水中室温蓝光 (LED 450–455 nm) 照射24小时。

在最优条件下，作者研究了该方法的底物适用范围。如图1所示，所选底物均以良好收率得到目标产物，反应的选择性很高。作者对产物3s进行了X射线单晶衍射分析，进一步确定了产物结构的正确性。

图1. 底物拓展

随后，作者通过控制实验对反应过程进行探究（图2）。同时将环化产物运用于后续的官能团转化实验，通过实验发现可以脱去-OMe保护基团（图3）。

图2. 控制实验

图3. 官能团转化实验

根据实验结果和文献报道，作者提出了该反应的机理 (图4)。首先，[Ru(bpy)3]2+在可见光照射下被激活到其激发态[Ru(bpy)3]2+*。接下来，TBHP从激发的[Ru(bpy)3]2+*（能量转移过程）获得能量，通过过氧化物键的均裂解产生羟基和叔丁氧基。然后通过叔丁氧基或羟基与CF3SO2Na的反应形成CF3自由基（A）。随后，将获得的CF3基团（A）加入到N-烯丙基苯甲酰胺（1a）的双键中，得到自由基中间体（B），然后进行分子内环化，得到自由基中间体（C）。形成的C被叔丁氧基或羟基氧化，通过SET过程产生阳离子中间体（D）。最后，D失去质子以产生所需产物3a，同时形成水或叔丁醇。

图4. 可能的反应机理

小 结

综上所述，本课题组开发出一种绿色高效简便的可见光催化从N-烯丙基苯甲酰胺和易得的三氟甲基亚磺酸钠（CF3SO2Na）获得各种二氢异喹啉酮类化合物。该反应以高产率产生相应的三氟甲基化二氢异喹啉酮，在温和条件下具有良好的官能团耐受性。这一成果近期发表在Green Chemistry，硕士研究生邹龙为文章第一作者，王磊教授和李品华教授为通讯作者。相关研究获得国家自然科学基金（21772062, 21572078）和安徽省青年人才重点项目（170808J02）的资金支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Visible-Light-Induced Radical Cyclization of N-Allylbenzamides with CF3SO2Na to Trifluoromethylated Dihydroisoquinolinones in Water at Room Temperature

Long Zou, Pinhua Li, Bin Wang, Lei Wang

Green Chem., 2019, 21, 3362–3369. DOI: 10.1039/C9GC00938H

导师介绍

王磊

https://www.x-mol.com/university/faculty/37981

李品华

https://www.x-mol.com/university/faculty/37984

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