光催化亚胺/烯烃选择性氧化[4+2]环化反应构建3,4-二氢异喹啉类物质

六元杂环化合物是广泛存在于天然产物、药物分子及生物活性分子中有机化合物。发展高效、原子经济的合成方法实现六元杂环化合物的构建是有机合成化学中一个重要的研究方向。其中金属催化C-H活化／亚胺与炔烃的[4+2]环化反应是合成异喹啉类化合物的重要方法。最近，化学家们利用氧化还原中性亚胺和炔烃的[4+2]环化反应成功实现了3，4-二氢异喹啉类化合物的合成。相对于亚胺和炔烃的[4+2]环化反应，利用亚胺和烯烃的氧化[4+2]环化反应来合成二氢异喹啉类化合物的合成方法还鲜有报道。并且优于炔烃的是，烯烃化合物可以预先在不饱和双键上引入更多的取代基团，从而实现多取代基的二氢异喹啉类化合物的直接构建。

近日，武汉大学雷爱文团队利用光催化和钴肟催化相结合的双体系实现了亚胺和烯烃化合物的氧化[4+2]环化反应，合成一系列3,4-二氢异喹啉化合物（DOI:10.1002/anie.201711359）。而且这一转化过程有效地避免了当量氧化剂的使用，氢气是这一转化过程中的唯一副产物。更为重要的是，即使使用顺反混合的烯烃作为原料，最终也可以高选择性地得到tran-构型的非对映选择性产物，这与之前报道的金属催化的亚胺/炔烃在氧化还原中性条件下的[4+2]环化产物的空间构型是完全不同的。

图1 亚胺/烯烃[4+2]氧化环加成反应

通过发光淬灭实验以及循环伏安实验，他们推测反应是由激发态的光催化剂对烯烃的单电子氧化引发，形成烯烃的自由基阳离子被N-H亚胺亲核进攻，进而脱去质子、自由基环化、氧化去质子化之后得到相应的目标产物。反应过程中脱去的质子可以被钴肟催化剂原位还原成氢气。

图2反应机理推测

相关工作发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2018, DOI: 10.1002/anie.201711359

作者：Xia Hu, Guoting Zhang, Faxiang Bu and Prof. Aiwen Lei*

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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201711359/full