EurJOC：负载三氟甲基磺酸镱的交联壳聚糖微球：一种催化合成双螺并杂环化合物的绿色异相催化剂

在全球气候持续恶化的背景下，绿色和可持续已经逐渐成为现代化学工业运行的重要准则。近些年来，基于可再生资源特别是利用多糖的异相催化方法学获得了长足发展。但是，目前已开发的生物质催化剂距离工业化应用还有很长的路要走，主要面临制备工艺复杂、成本高，应用操作繁琐、化学和机械稳定性欠佳以及回收套用难度大等问题。壳聚糖是一种自然界潜在储量巨大的线性高分子多糖，具有生物降解性好、性质稳定、价格低廉等优点。更重要的是，壳聚糖的糖单元中含有大量游离氨基和羟基，为其结构修饰提供了充足的官能团。因此，壳聚糖是制备异相催化剂的天然优质原料。

近日，贵州师范大学的陈林博士及团队以壳聚糖为原料，戊二醛为交联剂，通过简单的反相悬浮制备了交联壳聚糖微球(CCM)。再将CCM浸入三氟甲基磺酸镱(Yb(OTf)₃)乙醇溶液中进行配位络合，制备出负载三氟甲基磺酸镱的交联壳聚糖微球(Yb(OTf)₃@CCM)。随后，利用FTIR、UV-VisDRS、TG、XRD、SEM、XPS、BET、TEM、ICP-OES等检测手段对Yb(OTf)₃@CCM进行了系统表征。该类功能材料的制备有力地顺应了绿色和可持续化学发展的要求。

为了体现Yb(OTf)₃@CCM的应用价值，该团队开发了其催化靛红、四氢异喹啉和5-烯基罗丹宁的三组分[3+2]环加成反应，成功合成一系列双螺并[罗丹宁-吡咯烷-氧化吲哚-四氢异喹啉]杂环化合物。该类化合物的成功合成为新药研发提供了高质量的原型分子。Yb(OTf)₃@CCM属于微米级微球，具有极佳的化学和机械稳定性，在反应结束后，仅需通过过滤、洗涤和干燥操作便可实现回收利用。进一步的重复使用性能考察结果显示该催化剂循环套用5次后仍然具有较高的催化活性。克规模放大反应的实现和Yb(OTf)₃@CCM的顺利回收充分体现了该催化材料的工业化应用潜力。另外，Yb(OTf)₃@CCM并不局限于上述环加成反应，该团队已经实现了数种已报道由Yb(OTf)₃催化的环化反应，这预示着CCM作为一个生物质催化平台可能具有极大的化学扩展空间。

论文信息

Yb(OTf)₃ Anchored on Crosslinked Chitosan Microsphere: A Green Heterogenized Catalyst for the Synthesis of Bispiro-Fused Heterocycles

Dr. Lin Chen, Wen-Ya Jiao

文章的共同第一作者是贵州师范大学的硕士研究生焦文娅。

European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202300041