N-Substituted Auxiliaries for Aerobic Dehydrogenation of Tetrahydro-isoquinoline: A Theory-Guided Photo-Catalytic Design
N-Substituted Auxiliaries for Aerobic Dehydrogenation of Tetrahydro-isoquinoline: A Theory-Guided Photo-Catalytic Design
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用于四氢异喹啉好氧脱氢的 N-取代助剂：理论指导的光催化设计
DOI：
10.1038/s41598-019-47735-y
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发表时间：
2019
影响因子：
4.6
通讯作者：
Abraham K. Badu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Savithra Jayaraj;Abraham K. Badu
可见光介导的氮杂环化合物有氧脱氢反应是一个具有巨大应用潜力的反应。在此，我们报告了第一个完整的有氧脱氢途径大规模生产异喹啉。这种可见光光氧化还原反应的发现是通过数学模拟和实时定量质谱筛选相结合实现的。理论计算表明，超共轭是阻碍四氢异喹啉有氧氧化反应的主要因素，π-和σ-取代基都能消除超共轭。这一机制的见解提供了一种新的光催化路线的基础上N-取代的助剂，促进转化为相应的异喹啉四氢异喹啉在短短三个简单的步骤（产率71.7%，在本体溶液相），使用未改性的Ru（联吡啶）3Cl 2光催化剂，太阳能，大气中的O2，并在环境温度下。
Visible-light mediated aerobic dehydrogenation of N-heterocyclic compounds is a reaction with enormous potential for application. Herein, we report the first complete aerobic dehydrogenation pathway to large-scale production of isoquinolines. The discovery of this visible light photoredox reaction was enabled through the combination of mathematical simulations and real-time quantitative mass spectrometry screening. The theoretical calculations showed that hyper-conjugation, the main underlying factor hindering the aerobic oxidation of tetrahydroisoquinolines, is relieved both by π- and σ-donating substituents. This mechanistic insight provided a novel photocatalytic route based on N-substituted auxiliaries that facilitated the conversion of tetrahydroisoquinolines into the corresponding isoquinolines in just three simple steps (yield 71.7% in bulk-solution phase), using unmodified Ru(bpy)3Cl2 photocatalyst, sun energy, atmospheric O2, and at ambient temperature.
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