可见光介导钯催化酯化/碳氢活化级联反应合成二苯并吡喃酮

推荐 为解决传统二苯并吡喃酮合成方法步骤繁琐、条件苛刻的问题，研究人员以邻溴苯甲酸和芳基甲酸酯为原料，开发了钯催化结合光照的酯化/碳氢活化级联反应。该方法可在室温下高效合成多种取代的苯并[c]色烯-6-酮，为天然产物及药物中间体合成提供了新途径。

　　

论文解读
二苯并吡喃酮作为天然产物中的优势结构单元，因其独特的生物活性和药物开发潜力备受关注。然而，传统合成方法通常涉及多步反应、苛刻条件及复杂保护基操作，限制了其在工业化生产和药物研发中的应用。为突破这一瓶颈，中国科研团队创新性地开发了一种可见光介导的钯催化酯化/碳氢活化级联反应，成功实现了从邻溴苯甲酸和芳基甲酸酯出发高效合成多种取代的二苯并吡喃酮衍生物。该研究不仅简化了反应步骤，还显著降低了反应条件要求，为天然产物合成及药物中间体制备提供了全新思路。研究成果发表于《Asian Journal of Organic Chemistry》。

在技术方法上，研究团队主要采用了钯催化（Pd-catalyzed）与可见光（visible light）联合驱动的策略。通过精确调控光照强度和催化剂浓度，实现了酯化反应与分子内碳氢活化环化的级联进行。反应体系无需额外添加光敏剂，利用钯催化剂的光响应特性即可触发自由基链式反应，从而高效构建目标分子骨架。

研究结果表明，该反应对多种邻溴苯甲酸和芳基甲酸酯均表现出良好的兼容性。以邻溴苯甲酸（o-bromo benzoic acid）和芳基甲酸酯（aryl formates）为起始原料，在钯催化剂（Pd-catalyst）和室温光照条件下，反应通过两步串联机制进行：首先发生酯化反应生成关键中间体，随后经分子内碳氢活化（C─H activation）形成二苯并吡喃酮环系。实验数据显示，目标产物的分离收率普遍达到60%-85%，且立体化学选择性优异。值得注意的是，反应体系对官能团耐受性良好，含有羟基、甲氧基等敏感基团的底物仍可顺利转化。

研究结论指出，该光催化体系成功实现了温和条件下的复杂分子构建，其创新性体现在三个方面：其一，首次将钯催化与可见光结合用于二苯并吡喃酮合成；其二，开发了无需外加光敏剂的新型催化模式；其三，证实了碳氢活化级联反应在复杂骨架构建中的可行性。这些发现不仅丰富了钯催化反应的应用场景，还为天然产物全合成提供了高效策略。研究团队进一步通过控制实验和机理验证，提出了自由基介导的酯化-环化反应路径，为后续催化剂优化及底物拓展奠定了理论基础。

该研究的重要意义在于：首先，解决了传统合成路线步骤冗长、条件苛刻的问题，显著提升了合成效率；其次，开发的反应体系具有广泛的底物适用性和官能团兼容性，有望推广至其他杂环化合物的合成；最后，通过揭示钯催化与光催化的协同作用机制，为开发新型绿色合成技术提供了重要参考。研究结果对药物化学、材料科学等领域具有重要应用价值，特别是在复杂天然产物及其衍生物的高效合成方面展现出巨大潜力。