近日，太阳蔣光彬副教授、及方華副教授課題組在銅催化C-H鍵官能團化研究領域取得重要研究進展，研究成果以題目為：Copper-Catalyzed Divergent C-H Functionalization Reaction of Quinoxalin-2(1H)-ones and Alkynes Controlled by N1-substituents for the Synthesis of (Z)-enaminones and Furo[2,3-b]quinoxalines的論文被有機化學領域國際知名期刊《Organic Letters》錄用（IF= 6.005）并正式發表。該項研究得到國家自然科學基金及廣西自然科學基金等多個項目的資助，太阳碩士研究生楊光為論文的第一作者，太阳成tyc9728為唯一通訊單位，蔣光彬副教授和及方華副教授為論文的共同通訊作者。
圖1 銅催化喹喔啉酮C3-H官能團化反應的研究背景
基于C-H鍵官能團化實現生物活性分子的結構修飾是醫藥化工領域的重要研究課題，對先導化合物的發現具有極大的促進作用。喹喔啉酮衍生物是一類重要的氮雜環化合物，不僅展現出廣泛的生物活性（如抗菌、抗炎、抗腫瘤等），而且是合成酰胺、四氫咪唑并[1,5-a]喹喔啉-4(5H)-酮等重要化工産品的前體化合物。目前，喹喔啉酮制備的經典制備方法是基于鄰苯二胺與羧酸酯的縮合反應，該方法構建的喹喔啉酮衍生物往往伴随着很多副反應的發生，并且選擇性差、産率低，如果能實現喹喔啉酮骨架的直接C-H官能團化，将極大的豐富喹喔啉酮衍生物制備方法。基于這樣的研究背景，近幾十年來，過渡金屬催化喹喔啉酮C3-H的官能團化反應備受青睐，其中銅催化喹喔啉酮的C3-H官能團化反應取得了很大的研究進展（圖1），如：C3-H的烷基化、烯基化及胺化等反應相繼被實現。但喹喔啉酮與炔烴的偶聯反應卻鮮有報道，基于此來實現呋喃并[2,3-b]喹喔啉和(Z)-烯胺酮的構建是非常有挑戰的工作。
通過一系列的探索研究，該課題組通過調控喹喔啉N1上的取代基，選擇性的實現了喹喔啉酮與炔烴的偶聯反應，高效的構建了一系列呋喃并[2,3-b]喹喔啉和(Z)-烯胺酮衍生物（如圖2所示）。當R1 = H時實現的是環化産物的構象，當R1為非氫取代時得到的是順式烯胺酮衍生物，反應具有條件溫和、先擇性單一和底物普适性廣等優點。
圖2 銅催化喹喔啉酮與炔烴的選擇性偶聯反應
通過底物探索我們發現無論是吸電子取代基、給電子取代基、鹵素或者雜環都能兼容反應體系，高收率的制得目标産物（詳情見Org. Lett. 2022, 24, 1859−1864）。此外，該課題組挑選了部分結構新穎的産物進行了抗菌抗腫瘤活性篩選，值得高興的是，課題組發現部分化合物展現出了優良的抗腫瘤活性（如圖3所示），如化合物3h好3i等對肺癌細胞的IC50要優于陽性對照5-氟尿嘧啶。最後，通過中間體捕獲、自由基抑制實驗等實驗手段探索了反應機制，課題組認為反應經曆了自由基的曆程，機理如圖4所示。
圖3 抗腫瘤活性結果
圖4 反應可能的反應機理
全文鍊接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.2c00454
論文發表情況
