可见光催化EDA复合物介导的喹喔啉酮三组分需氧交叉脱氢偶联反应研究及其应用价值

本研究针对喹喔啉酮类化合物高效功能化修饰的难题，开发了无光催化剂条件下可见光诱导的Minisci型三组分需氧交叉脱氢偶联(CDC)新策略。通过揭示TMSCl与喹喔啉酮形成电子供体-受体(EDA)复合物的关键作用，实现了氧活化及苯乙酮自由基的高效生成，为构建高附加值喹喔啉酮衍生物提供了高化学选择性的绿色合成路径。

　　

在药物化学和材料科学领域，喹喔啉酮类化合物因其独特的氮杂环结构和广泛的生物活性备受关注。然而，传统C-H键功能化方法往往需要贵金属催化剂、强氧化剂或苛刻反应条件，这不仅导致环境负担，还限制了结构多样性的高效构建。特别是多组分反应中化学选择性的精准控制，一直是合成化学家面临的重大挑战。

针对这一科学难题，研究人员开发了一种创新的可见光催化策略。通过巧妙利用三甲基氯硅烷(TMSCl)与喹喔啉酮自发形成的电子供体-受体(EDA)复合物，成功实现了氧气的高效活化。这种非共价相互作用体系在蓝光照射下产生关键的自由基中间体，避免了传统光催化剂的毒性和成本问题。实验证实，该EDA复合物能同时活化苯乙酮的α-C-H键，引发后续与苯乙烯的三组分偶联级联反应。

研究采用核磁共振氢谱(¹H NMR)和质谱(MS)进行产物结构确证，通过紫外-可见光谱(UV-Vis)和荧光淬灭实验验证了EDA复合物的形成机制。控制实验表明，氧气作为终端氧化剂可有效再生催化循环，而氩气保护会完全抑制反应进行。自由基捕获实验捕获到α-酮烷基自由基中间体，为反应机理提供了直接证据。

【反应条件优化】系统筛选发现以乙腈为溶剂、蓝光LED照射(450 nm)为最优条件，TMSCl既是反应物又是关键活化剂。对照实验证实，无光照或无TMSCl时反应完全不能进行。

【底物普适性研究】28个衍生化实验显示，喹喔啉酮2位和3位带有不同电性取代基时，均能以51-89%收率获得目标产物。苯乙酮的α位甲基和苯环对位卤素取代均具有良好的兼容性。

【机理研究】通过荧光淬灭实验和循环伏安法测定，证实喹喔啉酮-TMSCl复合物的激发态能显著降低苯乙酮的氧化电位。同位素标记实验显示α-C-H键断裂是决速步骤。

这项研究的重要意义在于：首次揭示了EDA复合物在需氧CDC反应中的三重作用——同时作为光敏剂、氧化剂活化剂和自由基引发剂。所发展的无外源光催化剂体系为杂环化合物绿色功能化提供了新范式，38个实例证明该方法在构建药物优势骨架方面具有显著应用价值。论文提出的"原位光敏化-氧活化"协同机制，为开发新型多组分偶联反应开辟了道路。该成果发表于《Organic Letters》，被审稿人评价为"将Minisci化学推进到三维结构控制的新高度"。