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【有机】湖南大学周永波/尹双凤团队Nat. Commun.：多组分环芳构胺化实现（杂）稠芳胺的合成

X-MOL资讯 · 公众号 · · 2025-02-04 08:11

正文

胺类化合物包括烷基胺、（杂）芳胺和（杂）稠芳胺，它们在日常生活和生产工作中有广泛应用，例如在药品、农用化学品、天然产物、生物探针和有机功能材料等领域。目前，人们对胺类化合物的结构和功能多样化的合成越来越感兴趣。尽管在烷基胺和（杂）芳胺的一般合成方面已经取得了实质性进展，但由于（杂）稠芳胺的结构框架更为复杂和多样化，其合成方法滞后，是药物和材料开发的一个重要的限制因素。

近日， 湖南大学周永波/尹双凤/董建玉/任天兵 等利用多组分环芳构化策略，以廉价易得的碘化铜作催化剂，无需配体和添加剂，成功实现了结构和功能不同的胺底物的选择性多组分环芳构化反应，制备了一系列（杂）稠芳胺化合物，包含10余种不同结构骨架（图1）。该方法具有广泛的官能团耐受性。此外，作者还通过克级放大、产物转化和荧光染料等实验，验证了该方法的合成实用性。

图1. 羰基参与的胺化反应制备胺类化合物

通过底物拓展发现，该体系不仅适应各种取代的一级、二级的烷基胺，还可以实现简单的二甲胺或甲胺的选择性环胺化反应，各种官能团取代的芳胺、氨基酸衍生物以及药物分子都能成功引入到萘环骨架，并且不同类型的胺底物之间具有优秀的选择性，同时兼容羟基、氨基、酰胺以及羧酸活性官能团。

能够合成包含硫、氧、氮不同骨架的杂稠芳胺，如苯并噻吩胺、苯并呋喃胺、喹啉胺、异喹啉胺以及喹唑啉胺等，含药物结构分子的环芳构胺化反应修饰，展现了该方案在合成化学和药物化学领域的潜在应用前景。

由于在杂稠芳胺中容易引入各种官能团，可以快速构建多种功能荧光染料分子库，例如化合物 162 具有固体荧光，由于在溶液中的氢键作用，其表现出聚集诱导发光现象（Aggregation-Induced Emission, AIE），化合物 167 具有优异的推-拉电子结构，表现出高量子效率，大斯托克克位移（194 nm），可用于荧光染料（Mito Tracker 线粒体、Bodipy脂滴、ER Tracker 内质网），监测病理过程（如化疗诱导的细胞凋亡）顺铂是一种常用的抗癌药物，细胞质中的荧光减弱。

小结

作者发展了一种多组分环芳构化胺化方法，用于通过铜催化进行（杂）稠芳胺的通用和模块化合成。该策略直接构建了一系列显著的氨基官能化（杂）稠芳基骨架（194个实例），包括萘、联萘、菲、苯并噻吩、二苯并噻吩，苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、喹唑啉等，这些骨架使用目前的替代方法很难或不能获得，不同胺底物之间具有优秀的选择性。机理实验研究表明，炔基铜（III）物种参与了该独特的7- endo - dig 环化反应，抑制了许多容易发生的副反应（如Sonogashira偶联、Glaser偶联、5- exo - dig 环化和Ullmann-type C–N偶联产物）。由于在各种骨架的杂稠芳胺中容易引入各种功能官能团，可以合成多种功能化的荧光染料分子库，这些染料可以作为监测病理过程（如化疗诱导的细胞凋亡）和研究相关疾病机制的有效荧光探针。鉴于（杂）稠芳胺在有机合成、药物化学和材料中的重要性和多功能性，我们预计这种模块化的三组分环芳构胺化方案将在学术和工业环境中显示出广泛的合成应用。

这一成果近期发表在 Nature Communications 上，湖南大学 周永波 教授、 尹双凤 教授、 任天兵 副教授和湖南第一师范学院 董建玉 副教授为该论文的通讯作者，第一作者为 苏乐斌 博士、 董建玉 副教授和博士研究生沈阳。该研究工作也得到了袁林教授和韩立彪教授的大力支持。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和湖南省自然科学基金的大力资助；同时也获得了浙江省领军创新创业团队引进计划的大力支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

General (hetero)polyaryl amine synthesis via multicomponent cycloaromatization of amines

Lebin Su, Jianyu Dong, Yang Shen, Shimin Xie, Shaofeng Wu, Neng Pan, Feng Liu, Qian Shang, Fangfang Cai, Tian-Bing Ren, Lin Yuan, Shuang-Feng Yin, Li-Biao Han, and Yongbo Zhou

Nat. Commun. 2025 , 16 , 169, DOI: 10.1038/s41467-024-54190-5

通讯作者简介

周永波，湖南大学化学化工学院教授，博士生导师，中国化学会高级会员，中国化学会磷化学专委会委员，中国化学会第十三届全国磷化学化工讨论会执行主席(2024)。主要从事活性有机化合物的选择性转化及应用研究。具体的研究方向包括：1. 炔烃/羰基化合物的选择性转化及应用；2. 酚类化合物的选择性转化及应用；3. 绿色有机磷化学 (功能有机磷化合物的选择性绿色合成、简单磷化合物介导/催化的新反应)。已在 J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci. 等国际期刊发表论文80余篇，获授权专利20余件。主持湖南省杰出青年基金和国家自然科学基金面上项目（5项）等多项科研项目，荣获湖南省优秀硕士、博士论文指导教师、湖南省自然科学奖一等奖（2024，第二完成人）等荣誉。

尹双凤，二级教授，博士生导师，第十四届全国人民代表大会代表，农工党湖南省委员会副主委。主持国家杰出青年基金项目、国家重点研发计划、国家自科基金重点项目等项目40余项，在绿色催化合成、新型催化材料、光电催化、微流控技术、生物质转化利用等领域取得了一批重要研究成果。在 JACS、Angew、Nat. Commun.、AIChE J 等国际知名期刊上发表高质量论文300余篇；获授权专利70余件，部分成果已许可转让。荣获湖南省自然科学奖一等奖、国家级教学成果奖二等奖、中国石油与化学工业联合协会青年科技突出贡献奖、中国化工学会侯德榜青年科技创新奖、中国催化委员会均相催化青年奖、“湖南省优秀博士学位论文指导教师”等奖励与荣誉。入选国家万人计划、科技部中青年科技创新领军人才计划等人才称号。

【有机】湖南大学周永波/尹双凤团队Nat. Commun.：多组分环芳构胺化实现（杂）稠芳胺的合成

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