磺酸功能化多孔有机聚合物作为高效非均相催化剂用于二氢-2-氧代吡咯的伪四组分合成研究

本研究针对传统二氢-2-氧代吡咯合成中催化剂效率低、条件苛刻等问题，开发了新型磺酸化多孔有机聚合物（POP-SO3H）催化剂。通过后合成修饰技术将COF-366转化为含磺酸基团的POP-SO3H，实现了室温条件下92%收率的伪四组分反应，催化剂可循环使用4次以上。该工作为生物活性杂环化合物的绿色合成提供了新策略。

　　

在药物化学领域，二氢-2-氧代吡咯（dihydro-2-oxopyrroles）作为PI-O91、Oteromycin等天然产物的核心结构，具有抗HIV、抗菌等重要生物活性。然而传统合成方法面临催化剂回收困难、反应条件苛刻等挑战。伊朗Zabol大学和Lorestan大学的研究团队创新性地将共价有机框架（COF）材料与多相催化技术相结合，在《BMC Chemistry》发表的研究中，通过精妙的分子设计解决了这一难题。

研究人员采用两步后合成修饰（PSM）策略：首先将COF-366中的亚胺键（C=N）还原为胺键（C-N），再与1,3-丙烷磺内酯反应引入磺酸基团，成功构建了比表面积达60 m²/g的POP-SO₃H催化剂。通过FT-IR、XPS等技术证实磺酸基密度达1.70 mmol/g，TEM显示材料保持中空结构。该研究的关键技术包括：1）亚胺键的选择性还原；2）磺酸基团的精准修饰；3）多组分反应的优化；4）催化剂的循环稳定性测试。

研究结果显示：
【催化剂表征】PXRD证实功能化后材料保持部分结晶性，SEM显示球形形貌（

）。XPS在168.7 eV处检测到S2p特征峰（

），EDX图谱证实硫元素均匀分布（

）。

【催化性能】在甲醇溶剂、室温条件下，20 mg催化剂可实现DMAD、4-氯苯胺与甲醛的伪四组分反应，1小时内获得92%收率（表2）。相比传统催化剂如I₂（81%收率）和BF₃/nano-sawdust（90%收率），POP-SO₃H展现出更优的室温催化活性。对位取代苯胺底物拓展实验显示，苯甲醛衍生物也能获得87%收率（表3）。

【反应机理】如Scheme 3所示，磺酸基团通过活化醛基羰氧原子，促进胺类亲核加成形成亚胺中间体，随后经历DMAD加成、分子内环化等步骤，最终通过互变异构得到目标产物。

该研究的突破性在于：1）首次将卟啉基COF材料应用于二氢-2-氧代吡咯合成；2）开发的PSM策略实现了亚胺键向磺酸功能团的精准转化；3）催化剂在四次循环后仍保持90%以上活性（

）。这项工作不仅为生物活性杂环的绿色合成提供了新思路，也拓展了COF材料在有机转化中的应用边界，对发展可持续催化体系具有重要启示。