近日，我室李昌志研究员等人与北京化工大学雷鸣教授团队合作，发展了直接催化解聚β-O-4木质素模型化合物定向制备喹啉衍生物的新策略。

杂原子参与的木质素解聚对于拓宽生物炼制领域，满足高值化生物质转化需求具有重要意义。喹啉类含氮杂环化合物被广泛用作生物活性药物、染料和功能材料的合成。因涉及C-O/C-C键断裂、C-N键精准构筑，以及多步反应高度耦合等反应，以木质素或β-O-4片段为原料直接转化合成喹啉衍生物尚未有文献报道。

本工作以木质素主要结构片段β-O-4模型化合物为原料，在NaOH介导下通过与邻氨基苯甲醇发生多步串联反应高效合成了喹啉类化合物。底物拓展实验结果表明该路线对含不同官能团的β-O-4模型分子以及邻氨基苯甲醇底物的适用范围宽，具有优异的底物普适性。在此基础上，利用β-O-4聚合物模拟木质素结构，通过三步反应获得56 %收率的喹啉类化合物。通过控制实验与DFT计算相结合确定了多步串联反应的优势路径。利用该策略，团队还实现了从β-O-4模型化合物出发合成了药物分子生物碱芸香宁碱（graveolinine）类似物。芸香宁碱属于2-苯基喹啉类化合物，通常从芸香科植物中提取分离得到，具有广泛的生理活性，能够抑制体外肿瘤细胞的增值、解除平滑肌痊挛、抗炎症作用及抗组织胺作用等。

与已经报道的有机合成路线制备喹啉衍生物相比，该策略原料廉价可再生、步骤简单，整体效率和原子经济性高。该转化策略为木质素基含氮药物中间体的合成提供了新思路。

上述研究成果以“Transition-Metal-Free Synthesis of Functionalized Quinolines by Direct Conversion of β-O-4 Linkages”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。该工作的共同第一作者是我所1502组硕士生丁杨铭、1504组郭腾龙博士和北京化工大学硕士生李哲伟。上述工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、中科院B类先导专项“能源化学转化的本质与调控”、大连市重点领域创新团队支持计划项目（生物炼制创新团队）等项目的资助。（文/图 丁杨铭/张波）

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202206284