可见光介导的双催化螺环化反应：2-芳基喹唑啉-4(3H)-酮与N-取代马来酰亚胺的高效合成策略

《European Journal of Organic Chemistry》：Visible‐Light‐Mediated Dual Catalytic Spiro Annulation of 2‐Aryl Quinazolin‐4(3 H)‐ones with N‐Substituted Maleimides

本研究通过Rh(III)催化与光氧化还原催化的协同作用，在常温下实现了2-芳基喹唑啉-4(3H)‐酮与马来酰亚胺的可见光诱导脱氢螺环化反应。该策略以高达92%的产率构建了多样化的螺环喹唑啉酮衍生物，并通过机理实验验证了反应路径。其规模化合成潜力为药物分子开发提供了新思路。

　　

在有机合成化学领域，构建复杂螺环骨架始终是挑战性课题。传统方法常需高温高压条件，且底物兼容性有限。喹唑啉酮类化合物因其广泛的生物活性（如抗菌、抗肿瘤）备受关注，但其螺环化衍生物的绿色高效合成仍存瓶颈。针对这一难题，研究人员开发了可见光驱动的双催化体系，为杂环药物分子库的拓展提供了新工具。

该研究采用Rh(III)催化与光氧化还原催化的协同策略，通过紫外光谱、同位素标记等关键技术，系统考察了反应机理。实验发现，常温条件下可见光照射可有效促进2-芳基喹唑啉-4(3H)‐酮与N-取代马来酰亚胺的[4+2]环加成，关键步骤涉及Rh(III)介导的C-H活化与光催化生成的氮中心自由基的偶联。

研究结果部分：

1. 反应条件优化：确定最优条件为[RhCp*Cl₂]₂(5 mol%)与Ir(ppy)₃(2 mol%)双催化体系，蓝光LED照射24小时，产率最高达92%。
2. 底物拓展：含吸电子/供电子基的芳环喹唑啉酮均适用，N-苯基/苄基马来酰亚胺显示良好兼容性，共合成28个螺[喹唑啉-4,3'-吡咯烷]-2,2'-二酮衍生物。
3. 机理验证：KIE（动力学同位素效应）值1.2表明C-H键断裂非决速步；H₂O₂检测证实光催化循环涉及单电子转移过程。

结论表明，该双催化策略突破了传统热力学限制，实现了温和条件下的螺环构筑。其原子经济性高、官能团耐受性好的特点，为抗肿瘤先导化合物的结构修饰提供了新途径。发表于《European Journal of Organic Chemistry》的这项成果，展示了可见光催化在杂环药物合成中的独特优势。