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介绍

最近，张敏教授的化学与化学工程学院研究小组在中国技术大学的化学与化学工程学院取得了重要的研究进展，以减少AZA-ARENES的耦合反应。相关的研究结果发表在Angewandte Chemie国际版中，题为“直接访问功能性的2- azabicyclo [2.1.1]己烷，这是通过Hydromative [2 +2] AZA-ARENES的环加成”。这项研究开发了一种新方法，用于合成2-氮杂环的[2.1.1]己烷，具有高原子经济和有效的步骤。该方法使用一种新的MN/Fe二价金属催化系统来成功实现AZA芳族烃的氢化和偏爱的串联反应，然后用二维克[1.1.0] Butane进行[2+2]环加成。该催化系统将Fe（OTF）2用作路易斯酸来坐标以激活硝基源烃，而三重型夹具型锰催化剂通过1,4基因氢化模式降低了AZA芳族烃。生成的磁轴被异构化，然后原位形成亚胺中间体。同时，刘易斯酸的Fe（OTF）2坐在Bicyclic的羰基[1.1.0]丁烷[1.1.0]丁烷中激活了张紧的键，从而促进了偶极子载液循环反应，并与Intu imine生成。它不仅开辟了新的方法来转换AZA芳香剂的高增值附加值，而且还为合成桥接环化合物的合成提供了创新的解决方案，这些解决方案难以在传统方法中构建。南中国技术大学的张教教授和尚托大学的Ni Shaofei教授（理论计算）是本文的相应作者，张敏教授研究小组的博士生Yang Jian是第一作者。

Text Although planar six-membered aza aromatic hydrocarbons are widely present in drugs and biologically active molecules, since aromatic compounds are prone to toxic metabolites in the body, it is of great significance to develop efficient and highly selective methods to convert planarized aza aromatic hydrocarbons into three-dimensional frameworks rich in C (sp) hybrid centers (such as aza-BCHs, Scheme 1A）。芳基化合物的双环[1.1.0]丁烷（BCB）的现有方法主要依赖于贵金属催化剂，光诱导或预激活策略，并且存在需要改善的选择性，原子和步进经济性等问题。基于这一点，张明尼大学和山图大学Ni Shaofei的Zhang Min教授共同报道了一种新的MN/Fe Bivalent Metal催化系统。该催化系统使用Fe（OTF）2作为路易斯酸的协调来激活硝基芳基烃。三齿夹具型锰通过1,4循环氢化模式降低了AZA芳族碳氢化合物。生成的磁轴被异构化，然后原位形成亚胺中间体。同时，刘易斯酸的fe（OTF）2坐在二甲苯[1.1.0]丁烷的羰基激活了张紧的键，从而促进了偶极载环反应，并促进了原位亚胺生成。这种串联反应意识到了一种新型的吡咯烷生物电子药物的选择性和多样性综合，这不仅为AZA芳香族学的高增值转换打开了新的方法，还为弥散环化合物的合成提供了创新的解决方案，这些解决方案很难通过传统方法构建。

方案1.A:一个代表性的生物医学分子，其中含有2-余威[2.1.1]己烷。 B:芳族烃和BCB的Dearamsarsarized环加成。 C: Dearamsed Cycloadition C:环丙烯和BCB（这项研究）。 DC:偶极子奖金。方案1a显示了含有2-氮杂环[2.1.1]己烷片段的药物有价值的分子的示例，这反映了这种分子在生物医学科学领域的重要性。方案1b引入了近年来报道的芳族碳氢化合物和BCB的Dearamification Cycloadition反应。现有方法主要依赖于贵金属催化剂，光诱导或预活化策略，并且需要改善选择性，原子和步进经济学等问题。 In recent years, Zhang Min's research group at South China University of Technology has conducted systematic research on the tandem reaction of unsaturated nitrogen-containing aromatic hydrocarbons (representative examples: J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 6572; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202505060; Acc. Chem. Res. 2024, 57, 795; J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 31647; J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 11289; CCS Chem. 2024, 6, 342; J. Am. Chem. 2023, 145, 17329; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 10967; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202303007; Angew. Chem. INT。为了应对过度减少AZA芳族烃到环状胺的挑战，以及在定向转化和利用中的难度，作者实现了AZA芳族芳族芳族芳族减少中间的imine和BCB之间通过开发MN/fe fe bcbs的构建方法来调整MN/fe kin的aza芳族芳族的反应。 2-氮杂环[2.1.1]己烷三维分子（方案1C）。

图1。底物在azaaryl碳氢化合物和双环[1.1.0]丁烷中的应用范围。作者选择了喹啉A1和BICICLIC [1.1.0]丁烷B1作为一系列条件优化的模板底物，并根据最佳反应条件进行了底物膨胀。图1显示了该反应的出色功能组兼容性。 Quinoline derivatives with different substituents (halogens, -Bpin, -NO2, -CF3, -OTf, -OTs, -CONH2, -PO(OEt)2, -Me, cyclopropyl, ester, -SR, -SeR, alkenyl, alkynyl, -(hetero)aryl, -SO2Me) can be efficiently converted into target products (C1-C34) under这个催化系统。 It is worth noting that no reduction of unsaturated groups (-NO2, alkenyl, and alkynyl) was observed in the reaction (C7, C24, C25), common leaving groups such as halogen (-F, -Cl, -Br, -I), triflates (-OTf), p-toluenesulfonate (-OTs), and no hydrogenation-defunctionalization (C2-C5, C9, C10)观察到，对反应显示良好的化学选择性。其他偶氮甲基囊肿，例如4,7-苯磺烷，1,5-萘甲胺，2-苯基-1,8-萘甲酰胺和硫烷[3,2-B]吡啶氨酸都可以转换为相应的靶标产品（C35-C38）。作者还检查了butanes（BCBS）的Butyclic [1.1.0]底物的应用范围。如图1（底部）所示，在苯环上包含富含电子或电子缺陷的基团的一系列BCB被以培养基的形式转换为目标产物，转化为优异的产率（C39-C47，C49）。除了乙酯，甲基酯，苯基酯和丁基酯（C47-C51），酰胺和酮（C52，C53）外，也可以转换为相应的靶产品。该反应还具有一定的局限性，例如8-取代的喹啉和单取代的BCB不能转换为目标产物。如图2所示，作者合成了一系列引入药物分子片段的喹啉，包括dl-enterhol，ibuprofen，oxapapapapapaphin，oxapapapapaphin，indomethacin，naglinide，bigenecid，benzafibrate，benzafibratie （C54-C62）含有药物分子片段，揭示了该反应在药物分子衍生化中的潜在值。

图2含有药物分子片段的喹啉底物的应用范围。之后，作者进行了合成应用研究：模型反应通过15次放大后，仍可以以较高的产率获得目标产物（图3A）；将产物C1和C52转化为一系列含有官能基的三维分子，例如氨基酸，氨基醇，氨基醛和氨基酯（C63-C68）。此外，作者进行了一系列控制实验，以探索反应机理（图3C）。 The free radical mechanism was excluded by the free radical clock experiment (Figure 3c-1), the deuterated experiment (Figure 3c-2) and the control experiment of 1,2-dihydroquinoline as substrate (Figure 3c-4 3c-5) excluded the mode of 1,2 hydrogenation dearomericization of aza aromatic hydrocarbons.氘化的汉茨酯（HEH-D，图3C-3），并证实了其他实验，即在Azacyclic杂环的第4个位置，Azacyclic异环的还原性降低了。

图3.A:实验中的缩放。 B:产品衍生化。 C:控制实验。结合DFT理论计算，作者证明了Fe（OTF）2作为刘易斯酸对于氮气烃的激活至关重要（图4）。与标准条件相比，中间能屏障高度为19.4 kcal/mol，没有Fe（OTF）2活化的氮气烃。作者计算出，由1,4-氢化产生的谜可以由互变异物7.4 kcal/mol比直接3,4-氢化能势垒形成，进一步证实了该反应具有1,4-氢化机制。

图4反应机理（KCAL/MOL）的DFT计算。

总结本研究报道了一种新方法，用于通过偶氮甲基烃和双环[1.1.0]丁烷通过[2+2]环加载反应的丁烷[1.1.0]丁烷的水上性亲爱的同素化合物合成吡咯烷生物电蛋白酶。这种方法不仅为AZA芳族碳氢化合物的高增值转换开辟了新方法，而且还为合成桥接环化合物的合成提供了创新的解决方案，这些解决方案难以在传统方法中构建。基于对反应机制的深入理解，将来可以进一步设计双林催化模块，可以开发出新的还原耦合反应系统，并且该方法在精确合成药物分子和功能材料的领域中的应用。这项工作为芳族碳氢化合物还原的原位转化提供了范式参考，Dearamizer中间体具有重要的科学意义和应用价值。以上作品发表在Angew中。化学int。 Ed。南中国中国技术大学的张教教授和尚敦大学的Ni Shaofei教授（理论计算）是相应的作者，张敏研究小组的博士生Yang Jian是第一作者。中国技术大学和皮埃尔教授的江恩教授。法国雷恩第一大学的H. Dixneuf提供了有关本文修订的指导。 Ni Shaofei教授团队的硕士学生Yao Boxuan对此工作机制的验证部分进行了理论计算。海南大学的Tan Zhenda老师为发现该项目提供了重要的帮助，张小组团队的成员在项目完成的各个阶段都提供了许多帮助和建议。作者资料张张·敏（Zhang Min）是南中国中国理工大学的教授兼博士主管，德国洪堡学者，全国四名青年才华，也是广东省杰出自然科学青年基金会的接受者。 2009年，他获得了雷恩大学和南方技术大学第一学院的应用化学博士学位（合作培训，双博士学位）。 2011年，他获得了100个出色的博士学位论文的全国提名奖。该团队主要从事绿色有机合成和应用催化的研究。截至2025年3月，已在主流国际学术期刊上发表了130多篇SCI论文《Acc. Chem. Res.》和《J. Am. Chem. Soc.》。详细信息：直接访问2-2.abicyclo [2.1.1]六角形[2 +2] aza-arenes.jian yang，bo-xuan yao，huan-feng jiang E202505060