2-氨基苯并噻唑及其衍生物广泛存在于药物，天然产物以及具有生物活性分子中，该类化合物往往具有良好的抗肿瘤、抗菌、抗炎以及治疗惊厥等药物活性。图1列举了几种常见的含2-氨基苯并噻唑核心骨架的药物活性分子，化合物A是一种市售的治疗肌萎缩性脊髓侧索硬化症的药物；化合物B是一种PPRA抑制剂；化合物C一种良好的抗HIV病毒活性分子；化合物D则具有潜在的抗癌活性。因此，发展有效构建2-氨基苯并噻唑类化合物的方法对于寻找有效药物具有重要意义。
图1.几种具有药物活性的含2-氨基苯并噻唑骨架的分子
传统的构建2-氨基苯并噻唑及其衍生物的方法主要有过渡金属催化邻卤代异硫氰酸芳基酯和胺的缩合环化；过渡金属催化基于C-H键活化策略的芳基硫脲分子内环化反应；2-氨基苯硫酚与异硫氰酸酯的缩合等。2017年，武汉大学的雷爱文教授课题组报道了一种基于电催化氧化脱氢气高效构建2-氨基苯并噻唑的方法；同年，河南师范大学的范学森教授和张新迎教授课题组报道了氧气条件下，碘催化异硫氰酸芳基酯和胺反应构建2-氨基苯并噻唑衍生物的新途径。虽然这些方法，对2-氨基苯并噻唑类化合物的构建起到了重要作用，但是这些反应往往用到过渡金属催化剂、较高的反应温度、原料不易制备、底物范围较窄等缺点。2-氨基萘并[2,1-d]噻唑类化合物是2-氨基苯并噻唑类核心骨架的重要衍生物。然而，文献调研表明构建2-氨基萘并[2,1-d]噻唑类化合物的方法极其有限。因此，发展新颖、高效、高选择性构建2-氨基萘并[2,1-d]噻唑类化合物的方法具有重要意义。可见光是一种绿色的能源，通常被认为是一种理想的有机转化反应促进剂。近年来，光氧化还原催化各种化学键的活化和功能化已成为有机化学中重要的合成策略。毫无疑问，可见光诱导C-H/S-H键的交叉脱氢偶联是构建C-S键最直接高效的途径。
近日，青岛科技大学杨道山教授课题组在前期可见光催化反应及氧化机理研究的基础上（Green Chem., 2020, 22, 2956; ACS Catal. 2019, 9, 1066; Org. Lett., 2019, 21, 7938;ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 14009;Green Chem., 2018, 20, 3197），创造性地发展了一种高效、环保的2-氨基萘并[2,1-d]噻唑类化合物的构建新方法。该反应以绿色环保的氧气为氧化剂，通过光氧化还原催化脱氢偶联策略，“一锅法”高效制备了一系列含2-氨基萘并[2,1-d]噻唑结构骨架的化合物。该方法具有操作简便、底物普适性广、原子经济性好等优点。该工作以青岛科技大学为第一通讯单位，发表在国内知名期刊《中国科学：化学》（SCIENCE CHINA Chemistry）上面。（Sci China Chem.2020,63, 1652-1658）。
为了弄清楚该反应环化过程的区域选择性问题，以及脱氢环化反应和氧化脱硫反应的竞争过程（具体信息参考文章附件），杨道山教授课题组和曲阜师范大学蒋原野老师合作运用计算化学的方法对反应机理进行了研究。计算结果表明，脱氢环化首先通过激发态Eosin Y以能量转移机制激发三线态氧气形成高能单线态氧气，然后对中间体3a''抽氢形成6'和HOO•。6'再依次经历环合、单电子转移和脱质子完成脱氢环化（图2）。结合共振式分析和能量计算可知，α-环合过程比β-环合过程所产生的中间体更加稳定（7'和8'分别对比9'和10'），导致α-脱氢环化整体上快于β-脱氢环化。另一方面，光催化产生的高能单线态氧气足以使抽氢过程（3a''→6'）在热力学上有利的同时又可得到活泼自由基中间体（6'和HOO•）以快速完成后续反应，因此α-脱氢环化反应比氧化脱硫反应有利。
图2.理论计算的反应势能曲线(kcal/mol)
文章链接：https://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11426-020-9811-6
此外，由于该工作的创新性，中国科学化学微信公众号报道了该研究工作，详情见https://mp.weixin.qq.com/s/dqyf8zbLHILnDnpZaoBK0Q
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