硫促进、DABCO催化的β-硝基苯乙烯与4-羟基香豆素反应合成呋喃[3,2-c]色烯-4-酮及其光物理性质研究

研究人员针对呋喃[3,2-c]香豆素衍生物合成中金属催化剂依赖性和步骤繁琐的问题，开发了一种硫促进、DABCO催化的[3+2]环化反应体系。该研究通过β-硝基烯烃与4-羟基香豆素的一锅法反应，实现了迈克尔加成/分子内环化/芳构化串联过程，以中等至良好收率获得目标产物，并发现产物具有荧光特性，为药物开发和功能材料提供了新思路。

　　

在有机合成和药物化学领域，呋喃并香豆素骨架因其广泛生物活性和独特光学特性备受关注。传统合成方法常需金属催化剂或预官能团化底物，存在环境负担大、步骤冗长等缺陷。如何开发绿色高效的合成策略，成为亟待解决的科学问题。

研究人员设计了一种创新性解决方案：以β-硝基苯乙烯和4-羟基香豆素为原料，在元素硫和有机碱DABCO（1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷）催化下，通过[3+2]环加成反应一锅构建呋喃[3,2-c]香豆素骨架。该方法突破性地实现了三个关键转化：首先发生迈克尔加成形成C-C键，继而分子内氧原子亲核进攻构建呋喃环，最后通过脱硝基芳构化完成骨架重组。反应在无金属条件下进行，原子经济性显著提升，克级规模实验证实了其工业化潜力。

技术方法上，研究采用核磁共振（NMR）和高分辨质谱（HRMS）进行结构确证，紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析光物理性质，并通过溶剂极性变化考察溶致变色效应。

研究结果显示：

1. 底物适应性：不同取代的β-硝基苯乙烯均能以52-78%收率转化为目标产物，电子效应对反应效率影响显著，供电子基团更有利。
2. 机理验证：通过中间体捕获实验证实反应遵循Michael加成→环化→芳构化的级联路径，DABCO既作为碱促进去质子化，又通过硫活化硝基烯烃。
3. 光学特性：产物在365 nm紫外光下发射蓝色荧光，最大发射波长受溶剂极性调控（Δλ=40 nm），斯托克斯位移达120 nm，表明其作为荧光探针的潜力。

该研究的意义在于：

1. 开发了首例硫/DABCO协同催化的呋喃[3,2-c]香豆素合成法，为杂环化合物库扩充提供新工具；
2. 发现的显著溶致变色现象为开发环境响应型材料奠定基础；
3. 产物结构中的香豆素-呋喃杂合骨架可作为先导化合物，用于抗凝血或抗菌药物研发。论文发表于《Asian Journal of Organic Chemistry》，为绿色合成与功能分子设计提供了范例。