Cp*Ir(III)催化无受体脱氢偶联策略绿色合成含氮杂环化合物的研究

研究人员针对传统含氮杂环合成中溶剂消耗大、副产物多的问题，采用Cp*Ir(III)配合物催化体系，开发了无受体脱氢偶联(ADC)新策略。该研究在90°C无溶剂条件下高效构建了喹啉、吡咯等含氮杂环骨架，催化剂用量仅0.3 mol%，副产物仅为H2和H2O，为绿色药物合成提供了新思路。

　　

在药物化学领域，含氮杂环化合物因其广泛的生物活性成为研发热点，但传统合成方法常需强酸/碱条件并产生有毒副产物。随着绿色化学理念的普及，开发高效环保的合成策略成为当务之急。印度北孟加拉大学的研究团队基于前期发现的吡啶甲酰胺配位Ir(III)催化剂（4a-Ir）在酮类α-烷基化中的优异表现，创新性地将其应用于无受体脱氢偶联(Acceptorless Dehydrogenative Coupling, ADC)反应体系，实现了含氮杂环的绿色构筑。

该研究主要采用配体定向合成、催化剂表征（NMR、X射线衍射）及溶剂free反应优化等关键技术，通过系统筛选反应参数建立了普适性合成平台。

【INTRODUCTION】
研究指出吡嗪类化合物因其双氮杂环骨架的可修饰性，在除草、抗菌等领域应用广泛。但现有合成方法存在步骤冗长、底物局限等问题。团队前期工作发现4a-Ir能高效催化醇酮缩合，这为发展ADC策略奠定了基础。

【RESULTS AND DISCUSSION】
催化剂4a-Ir在无溶剂条件下展现出非凡活性：1）以氨基醇和酮类为底物，通过串联脱氢-aldol缩合-环化三步反应，高产率（72-95%）构建喹啉骨架；2）拓展至吡啶并[2,3-b]吡嗪合成时，通过调节酮β位取代基实现区域选择性控制；3）对脂肪族底物同样有效，如正戊醇参与反应时转化率达89%。机理研究表明Cp*配体（五甲基环戊二烯基）通过可逆脱氢促进H₂释放，而picolinamidato（吡啶甲酰胺）配体则稳定Ir(III)活性中心。

【CONCLUSION】
该工作成功开发了首例Cp*Ir(III)催化的ADC杂环合成平台，其优势体现在：1）反应温度仅90°C，远低于同类方法（通常>120°C）；2）原子经济性高，副产物仅为H₂/H₂O；3）底物适用范围涵盖芳香/脂肪族等23种衍生物。沙特国王大学的合作团队验证了所得杂环化合物的抗菌活性，证实该方法在药物发现中的实用价值。

这项发表于《Tetrahedron》的研究不仅丰富了ADC反应的类型学，更为重要的是，其"仅需0.3 mol%催化剂+0.2 mol%碱"的简约设计理念，为绿色制药提供了可工业化的技术范式。团队特别致谢TCG生命科学公司（印度）提供的技术支撑，以及SERB-DST项目（EEQ/2023/000692）的资助，体现了产学研结合的创新模式。