蘇為科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)金燦課題組在光催化C—H官能團(tuán)化研究領(lǐng)域取得系列成果

日前,浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院、綠色制藥協(xié)同創(chuàng)新中心蘇為科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)金燦教授課題組在光催化研究領(lǐng)域取得一系列創(chuàng)新性研究成果,3篇學(xué)術(shù)論文分別在Green chemistry(IF 9.48),Organic letters(IF 6.091)上發(fā)表。

太陽能是地球上最豐富、最清潔的能源,通過光催化反應(yīng)構(gòu)建多種C—C鍵制備具有潛在用途的藥物分子,成為近年來的研究熱點(diǎn)。近兩年,金燦教授課題組在光催化C—H官能團(tuán)化研究領(lǐng)域開展了系列研究,先后提出了光敏劑促進(jìn)的可見光催化C(sp2)—H鍵(含氟)烷基化新策略和無需外源光敏劑的光促自催化串聯(lián)反應(yīng)新方法。相關(guān)研究工作在Green chemistry,Organic letters,Organic chernistry frontiers,Chemistry-an Asian journal等高水平期刊上發(fā)表論文11篇,其中中科院一區(qū)SCI論文6篇;已申請國家發(fā)明專利6件,其中授權(quán)2件;已與省內(nèi)制藥企業(yè)簽訂橫向合同2項(xiàng)(合同金額700萬元),相關(guān)技術(shù)有望在維生素類藥物生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

香豆素類化合物具有潛在的藥理活性,課題組發(fā)展了一種可見光誘導(dǎo)NHP酯(N-烷酰氧基鄰苯二甲酰亞胺)與香豆素脫羧偶聯(lián)新方法,首次實(shí)現(xiàn)了香豆素類化合物C-3位伯烷基化。該研究成果以“Visible-light-induced regioselective alkylation of coumarins via decarboxylative coupling with N-hydroxyphthalimide esters”為題發(fā)表于Organic letters(2019,21,2064-2068),并入選ESI高被引論文。為避免含貴金屬光敏劑的使用,課題組改用低毒廉價(jià)的染料作為光催化劑,同樣以NHP酯作為烷基化試劑,首次實(shí)現(xiàn)了喹喔酮C-3位的烷基化。在此基礎(chǔ)上,課題組又發(fā)現(xiàn)了可見光誘導(dǎo)熒光素促進(jìn)的二氟取代五元/六元環(huán)內(nèi)酰胺類化合物的制備新方法。相關(guān)研究成果分別在Chemistry-an Asian journal(2019,14,3344-3349),Organic letters(2021,23,617-622)上發(fā)表。

隨著研究的深入,課題組發(fā)現(xiàn)喹唑啉酮類化合物可吸收400 nm以上可見光,并且其激發(fā)態(tài)具有特殊的光化學(xué)性質(zhì)。喹唑啉酮在反應(yīng)過程中作為能量轉(zhuǎn)移(EnT)載體可自催化多氟溴代物C—Br鍵的均裂。該方法可構(gòu)建一系列喹唑啉酮并環(huán)結(jié)構(gòu),且無需額外光敏劑或添加劑。該研究成果在綠色化學(xué)頂級(jí)期刊Green chemistry(2021,23,575.)上發(fā)表。同時(shí),課題組研究還發(fā)現(xiàn)激發(fā)態(tài)喹唑啉酮能活化基態(tài)O2并得到具有強(qiáng)氧化能力的單線態(tài)氧,經(jīng)1O2與全氟亞磺酸鈉之間的SET單電子轉(zhuǎn)移可得到全氟烷基自由基。通過該方法可制備得到一系列全氟烷基取代的喹唑啉酮衍生物,研究成果在Organic letters(2021,doi:10.1021/acs.orglett.0c04225)上發(fā)表。