钴-NHC催化解锁生物活性喹啉骨架多样性的一锅法绿色合成策略

《Chemistry – A European Journal》：Unlocking Diversity of Biologically Relevant Quinoline Scaffolds by Leveraging the Readily Available Feedstocks Under Cobalt-NHC Catalysis

本研究针对2-甲基/氨基喹啉衍生物高效绿色合成方法稀缺的问题，开发了基于Co-NHC催化剂的多功能一锅法策略。该方案以2-氨基苄醇与丙酮/苄腈为原料，在开放条件下实现选择性环化及C(sp3)-H官能团化，可构建六类喹啉衍生物，具有原子经济性高、副产物仅为水/H2等优势，为药物研发提供了可持续合成平台。

　　

喹啉作为优势杂环化合物，在药物、农用化学品和材料科学中具有广泛应用。然而，针对2-甲基/氨基喹啉衍生物的可持续高效一锅法合成与官能团化策略仍较为稀缺。本研究报道了一种由多功能钴-NHC（氮杂环卡宾）催化剂（Co3）驱动的统一、绿色且操作简便的一锅法策略。以2-氨基苄醇与丙酮或苄腈为起始原料，该方法在开放条件下实现选择性环化，分别获得2-甲基或2-氨基喹啉。值得注意的是，同一催化体系可在单反应器中实现多样化的C(sp³)-H官能团化，包括烯基化、烷基化、二聚化和N-烷基化，从而生成六种结构不同的喹啉类别。该方案具有底物范围广、化学选择性优异和步骤经济性高等特点，副产物仅为水和/或氢气。通过对照实验、中间体分离、核磁共振/高分辨质谱分析和密度泛函理论研究支持的详细机理研究，揭示了钴-NHC配合物在环化和后续转化中的双重催化作用。总体而言，当前钴催化平台为在温和绿色条件下可持续获取多样化喹啉结构开辟了新途径，对药物发现和先进功能材料领域具有重要意义。

本研究展示了一种罕见的钴催化一锅法绿色方案，能够从简单、非卤化、生物质衍生的前体出发，实现两种喹啉骨架的多样化开放空气合成与官能团化，从而提供六种不同的喹啉衍生物，这些化合物是药物和材料科学应用的有前景候选者。

作者声明不存在利益冲突。