【人物与科研】南开大学黄有教授课题组：DBU催化环己二烯酮的去对称化环化反应
导语
邻二胺类杂环化合物广泛存在于医药及生物活性分子中，具有重要的应用价值。目前，该类化合物的合成方法均为分子内策略，底物十分受限且难以合成，无法构建结构多样的分子骨架，因此，开发新型高效的合成方法极具挑战。南开大学黄有教授课题组以廉价易得的布朗斯特碱DBU作为催化剂，发展了一种分子间无金属参与的环己二烯酮的去对称化环化策略，实现了邻二胺类杂环化合物的高效、高选择性合成(Org. Lett., DOI:10.1021/acs.orglett.8b02158)。
图1. DBU催化的环己二烯酮的
去对称化环化反应
（来源：Org. Lett. 2018, 20, 5006）
黄有教授课题组简介
黄有教授课题组现有研究人员8人，包括教授1名，博士研究生5名，硕士研究生2名。目前课题组主要研究领域包括有机膦催化的Domino环化反应，新型手性膦催化剂的设计合成及其不对称催化反应研究。目前，该课题组已经在Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., Org. Lett., Chem. Commun., Chem. Eur. J.等国际化学期刊发表论文80余篇。
黄有教授简介
黄有，南开大学教授，博士生导师。1986年本科毕业于河南师范大学化学系，1997年于浙江大学化学系获得有机化学博士学位。1997-1999年，在南开大学元素所进行博士后工作（合作导师：陈茹玉院士），1999-2002年，在大阪大学药学院从事博士后研究（合作导师：Hidenobu Ohmori和Hatsuo Maeda）。2011年起，在南开大学化学院担任教授、博士生导师。黄有教授先后获得南开大学“敬业”奖教金教学二等奖，南开大学校级“教工先锋岗”先进个人，南开大学第五届“良师益友”提名奖等荣誉称号。
前沿科研成果
DBU催化环己二烯酮的
去对称化环化反应
邻二胺类杂环化合物是一类非常重要的药物分子骨架，该类化合物的合成策略大都存在一定缺陷，如催化剂价格昂贵、反应条件苛刻、后处理过程复杂等。近日，为解决此类问题，南开大学黄有教授课题组开发了DBU催化的环己二烯酮和异氰酸酯的反应，实现了邻二胺类化合物的高效高选择性构建。该方法反应条件温和、反应时间短、底物范围广泛，并且能够在1 mol%催化剂用量下实现十克级规模合成。该工作发表在有机化学专业杂志Org. Lett.上（DOI: 10.1021/acs.orglett.8b02158），南开大学化学学院博士研究生金红星为第一作者，本科生戴畅航参与课题。
首先，作者选用环己二烯酮1m与异氰酸苯酯2a作为模板底物对反应条件进行了筛选，作者选取了几种常见的无机碱或有机碱作为催化剂进行实验。表1结果表明：有机碱DBU能够在最短反应时间内（30 min）催化反应的进行并得到最高的收率，该反应在二氯甲烷溶剂中的反应效果优于在其他溶剂中的反应效果。最终，作者遴选出最优的反应条件：20 mol% DBU催化剂，1 mL二氯甲烷溶剂，室温反应0.5 h。
（来源：Org. Lett. 2018, 20, 5006）
获得最优反应条件后，作者对环己二烯酮与异氰酸酯进行了筛选。从图2结果可以看出：各种不同取代基的环己二烯酮底物均能很好地参与反应（3aa-3za），通过底物的合理设计，该方法也能够高效地构建并五环体系（3a），链状底物同样能够参与反应得到相应的邻二胺类化合物（3c）。图3结果表明：不同取代基的异氰酸酯都表现出优异的结果（3aa-3ak），双异氰酸酯也能够得到较好的收率（3al-3an），异硫氰酸酯也同样适用于该反应（3d和3e）。产物3ia的绝对构型可通过X-ray单晶衍射得到确认。
图2. 环己二烯酮底物拓展
（来源：Org. Lett. 2018, 20, 5006）
图3. 异氰酸酯底物拓展
（来源：Org. Lett. 2018, 20, 5006）
为了进一步证实该方法的高效性，作者进行了相应的克级规模制备实验，表2结果表明：该反应能够在1 mol%催化剂作用下实现十克级规模制备，且能以98.5%的收率得到目标产物。
表2. 克级规模制备实验
（来源：Org. Lett. 2018, 20, 5006）
为了证明该方法的应用性，作者对反应产物进行了衍生化，通过溴化反应以及还原反应能够高效地构筑其他结构复杂多样的化合物（图4）。
图4. 产物衍生化
（来源：Org. Lett. 2018, 20, 5006）
总结，该方法成功实现了环己二烯酮的去对称化环化反应，表现出优异的反应性和选择性，为邻二胺类化合物的合成提供了一种方便、快速、高效的策略，在相关药物分子骨架的构筑上具有良好的应用前景。
该研究得到了国家自然科学基金委和南开大学的资助。
关于人物与科研
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