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• 氮杂螺环已二烯酮是一类重要的分子构建骨架，广泛分布在天然产物及药物分子中^[1]，例如HIV-1蛋白酶抑制剂^[2]、抗关节炎药^[3]等。近年来，酚类和酚醚类芳环去芳香化反应已经成为用于合成氮杂螺环化合物的一种有效的方法^[4]。目前，含氟试剂已经在医药、农药和材料等领域得到广泛应用^[5]，通过合适的芳环去芳香化环合成含氟氮杂螺环化合物引起有机化学家广泛的关注^[6]。例如，Wang等^[7-8]以三氟甲基试剂(Togni试剂)为氟源，通过铜催化N-苄基丙烯酰胺或N-苯基肉桂酰胺去芳香化环合，得到了一系列三氟甲基化的1-氮螺环[4, 5]癸烷和2-氮螺环[4, 5]癸烷。2016年，Dolbier课题组^[9]报道了光催化的N-苄基丙烯酰胺去芳香化合成螺环反应，实现了N-苄基苯甲酰胺的二氟甲基化环合，得到一系列含氟2-氮螺环[4.5]癸-6, 9-二烯-3, 8-二酮。然而，在这些文献报道的成功例子中，引入氮杂螺环的含氟基团通常局限于CF₃—和CF₂—这些简单的含氟甲基基团^[9]。此外，在这些反应中所使用的氟试剂(如Togni试剂，氟烷基磺酰氯R_fSO₂Cl等)通常价格比较昂贵^[7-9]。因此，利用价格相对低廉全氟碘/溴代烷基试剂为氟源，在氮杂螺环已二烯酮骨架中引入各种全氟基团(R_f)具有重要的理论及实践意义。值得一提的是，可见光由于其高效、条件温和、绿色等优点已发展成为合成多种常规方法难于构建的复杂分子的有力工具^[10-11]。

  基于我们对可见光催化烯烃多氟烷基化的研究兴趣^[12]，本文拟利用多氟碘或溴代烷烃作为氟源，通过可见光诱导其与N-丙烯酰基-N-苄基苯甲酰胺串联自由基加成/去芳香化/环合，构建多氟烷基化氮杂螺环已二烯酮骨架，快速在此类螺环骨架中引入CF₃、n-C₃F₇、n-C₄F₉、n-C₆F₁₃、n-C₈F₁₇、n-C₁₀F₂₁、CH₂CF₂和CF₂CO₂Et等含氟基团(Scheme 1)。

  Scheme1. Synthesis of perfluorinated azaspirocyclic cyclohexadienones

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  1   实验部分

  1.1   仪器和试剂

  AVANCE 400 MHz型超导傅里叶数字化核磁共振仪(瑞士Bruker公司)；GCMS-QP2010型质谱仪(日本岛津公司)；RE-52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)。

  所用的烷基胺、草酰氯和多氟碘或溴代烷烃试剂购自阿拉丁试剂公司或百灵威试剂公司，其它试剂除标明外均为市售分析纯。实验中所需的原料N-丙烯酰基-N-苄基苯甲酰胺1a~1e参照相关文献[12]方法合成得到。

  1.2   目标产物3的合成

  以产物3a合成为例，在封管中依次加入1.8 mg(0.003 mmol，1.0%摩尔分数)三(2-苯基吡啶)合铱(fac-Ir(ppy)₃)，124 mg(0.9 mmol)的K₂CO₃，77.5 mg(0.3 mmol)的N-丙烯酰基-N-叔丁基苯甲酰胺(1a)，208 mg(0.6 mmol)全氟碘代丁烷和2 mL N, N-二甲基甲酰胺(DMF)。在N₂气保护下，利用5 W LED蓝光灯照射，在常温下搅拌反应18 h。反应完全后，经TLC检测再经柱层析分离，V(石油醚)：V(乙酸乙酯)=5：1洗脱，得到最终目标产物3a，为一种淡黄色油状液体。

  1.3   产物的表征数据

  产物3a:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:6.96(dd, J=10.3, 3.1 Hz, 1H), 6.88(dd, J=10.2, 3.1 Hz, 1H), 6.46(d, J=10.3 Hz, 1H), 6.39(dd, J=10.2, 1.8 Hz, 1H), 3.63(d, J=10.5 Hz, 1H), 3.21(d, J=10.5 Hz, 1H), 2.68(ddd, J=37.3, 16.3, 9.1 Hz, 1H), 2.19(dd, J=37.2, 16.2 Hz, 1H), 1.42~1.44(m, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 174.6, 147.7, 146.7, 131.9(d, J=3.8 Hz), 130.2, 122.18~108.22(m), 54.9, 52.0, 50.7, 46.9, 33.4(t, J=21.0 Hz), 27.5, 17.5;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-81.0(t, J=8.0 Hz, 3F), -107.1(A-B, J_F—F=268 Hz, 1F), -110.1(A-B, J_F—F=273 Hz, 1F), -124.5(br, 2F), -125.2~-125.8(m, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₉H₂₁F₉NO₂[M+H]⁺:466.1424, 实测值：466.1427。

  产物(3b):淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:6.92(dd, J=57.2, 10.2 Hz, 2H), 6.43(dd, J=37.3, 10.2 Hz, 2H), 3.65(d, J=10.4 Hz, 1H), 3.47~3.28(m, 2H), 3.09(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.74(ddd, J=36.7, 16.1, 9.3 Hz, 1H), 2.23(dd, J=37.3, 16.4 Hz, 1H), 1.68(s, 3H), 1.53(d, J=7.5 Hz, 2H), 1.47(s, 3H), 1.36(d, J=7.3 Hz, 2H); ¹³C NMR (101 MHz, CDCl₃), δ:184.6, 174.5, 147.4, 146.4, 132.0, 130.1, 122.18~108.22(m), 52.3, 51.5, 47.7, 43.0, 33.4(t, J=20.5 Hz), 29.1, 20.0, 18.0, 13.7;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-81.0(t, J=8.0 Hz, 3F), -106.8(A-B, J_F—F=268 Hz, 1F), -109.4(A-B, J_F—F=273 Hz, 1F), -124.5(br, 2F), -125.6~-125.8(m, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₉H₂₁F₉NO₂[M+H]⁺:466.1424, 实测值：466.1428。

  产物3c:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.00(dd, J=10.4, 3.2 Hz, 1H), 6.82(dd, J=10.4, 3.2 Hz, 1H), 6.48(d, J=10.4 Hz, 1H), 6.39(dd, J=10.4, 1.6 Hz, 1H), 4.77~4.26(m, 1H), 3.55(d, J=10.4 Hz, 1H), 3.09(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.74(ddd, J=36.9, 16.4, 9.2 Hz, 1H), 2.21(ddd, J=43.5, 23.8, 9.3 Hz, 1H), 1.57~1.33(m, 3H), 1.31~0.98(m, 6H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 173.9, 147.3, 146.6, 131.9, 130.1, 118.6-105.3(m), 51.7, 47.6, 47.5, 43.5, 33.3(t, J=20.2 Hz), 19.5, 19.3(d, J=18.2 Hz), 17.7;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-81.0~-81.7(m, 3F), -106.8(A-B, J_F—F=273.6 Hz, 1F), -110.2(A-B, J_F—F=274.3 Hz, 1F), -124.5(br, 2F), -125.1~-126.9(m, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₈H₁₉F₉NO₂[M+H]⁺:452.1267, 实测值：452.1270。

  产物3d:淡黄色油状物; 1H NMR (400 MHz, CDCl₃), δ:6.92(dd, J=24.7, 10.3 Hz, 2H), 6.43(dd, J=27.3, 10.2 Hz, 2H), 3.63(d, J=10.4 Hz, 1H), 3.21(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.67(ddd, J=37.0, 16.2, 9.0 Hz, 1H), 2.18(dd, J=37.2, 16.2 Hz, 1H), 1.41(d, J=25.7 Hz, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 174.6, 147.7, 146.7, 131.9, 130.2, 119.7~109.7 (m), 54.9, 50.6, 46.9, 33.4(t, J=20.8 Hz), 27.5, 17.6;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-62.6(s, 3F), -76.46~-78.02(m, 6F), -184.0~-188.0(m, 1F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₈H₂₁F₇NO₂[M+H]⁺:416.1456, 实测值：416.1452。

  产物3e:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.31(d, J=2.6 Hz, 1H), 6.98(dd, J=10.2, 2.5 Hz, 1H), 6.57(d, J=10.2 Hz, 1H), 3.64(d, J=10.6 Hz, 1H), 3.29(d, J=10.6 Hz, 1H), 2.72(ddd, J=37.0, 16.4, 9.2 Hz, 1H), 2.31~2.11(m, 1H), 1.53~1.39(m, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:177.6, 174.1, 147.8, 147.0, 128.5, 127.2, 118.2~105.2, 55.1, 52.1, 50.2, 50.1, 33.6(t, J=20.3 Hz), 27.5, 17.7;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-80.0~-81.1(m, 3F), -106.8(A-B, J_F—F=273.6 Hz, 1F), -110.2(A-B, J_F—F=274.3 Hz, 1F), -124.5(br, 2F), -125.1~-126.9(m, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₉H₂₀BrF₉NO₂[M+H]⁺:544.0529, 实测值：544.0527。

  产物3f:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.14(d, J=2.9 Hz, 1H), 6.92(dd, J=10.1, 2.9 Hz, 1H), 6.50(d, J=10.1 Hz, 1H), 3.68(d, J=10.5 Hz, 1H), 3.26(d, J=10.5 Hz, 1H), 2.70(ddd, J=37.4, 16.4, 9.0 Hz, 1H), 2.18(dd, J=37.1, 16.3 Hz, 1H), 1.45(d, J=5.0 Hz, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:177.7, 174.1, 147.8, 142.6, 135.4, 129.0, 55.1, 52.1, 50.3, 49.3, 33.5(t, J=21.7 Hz), 27.5, 17.7;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-80.7~-81.0(m, 3F), -106.2~-110.7(m, 2F), -124.5~-125.7(m, 4F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₉H₂₀ClF₉NO₂[M+H]⁺:500.1034, 实测值：500.1038。

  产物3g:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ: 6.92(ddd, J=27.2, 10.3, 2.7 Hz, 2H), 6.44(dd, J=27.8, 10.2 Hz, 2H), 3.63(d, J=10.4 Hz, 1H), 3.21(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.68(ddd, J=37.3, 16.2, 9.0 Hz, 1H), 2.19(dd, J=37.1, 16.2 Hz, 1H), 1.53~1.33(m, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 174.6, 147.7, 146.7, 131.9, 130.2, 120.7~102.1(m), 54.9, 52.0, 50.7, 33.5(t, J=21.0), 27.5, 17.6;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-80.7(t, J=8.1 Hz, 3F), -106.9(A-B, J_F—F=267 Hz, 1F), -109.7(A-B, J_F—F=263 Hz, 1F), -121.6(br, 2F), -122.8(br, 2F), -123.5(br, 2F), -125.2~-126.8(m, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₂₁H₂₁F₁₃NO₂[M+H]⁺:566.1360, 实测值：566.1357。

  产物3h:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:6.92(ddd, J=27.5, 10.3, 3.0 Hz, 2H), 6.52~6.35(m, 2H), 3.63(d, J=10.5 Hz, 1H), 3.21(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.68(ddd, J=36.8, 16.0, 8.8 Hz, 1H), 2.19(dd, J=37.1, 16.4 Hz, 1H), 1.52~1.33(m, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 174.6, 147.7, 146.7, 131.9, 130.2, 92.1~117.1(m), 54.9, 52.0, 50.7, 46.9, 33.3(t, J=19.9 Hz), 27.5, 17.5; ¹⁹F NMR (376 MHz, CDCl₃), δ:-80.7(t, J=8.0 Hz, 3F), -106.9(A-B, J_F—F=269 Hz, 1F), -109.7(A-B, J_F—F=270 Hz, 1F), -121.8(br, 2F), -122.8(br, 4F), -123.5(br, 2F), -123.8(br, 2F), -126.1~-126.8(m, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₂₃H₂₁F₁₇NO₂[M+H]⁺:666.1297, 实测值：666.1301。

  产物3i:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:6.92(ddd, J=27.1, 10.3, 2.9 Hz, 2H), 6.43(dd, J=28.0, 10.3 Hz, 2H), 3.63(d, J=10.5 Hz, 1H), 3.21(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.68(ddd, J=37.2, 16.1, 8.9 Hz, 1H), 2.28~2.10(m, 1H), 1.53~1.36(m, 12H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 174.6, 147.7, 146.7, 131.9, 130.2, 122.2~102.3(m), 54.9, 50.6, (s, 1H), 46.9, 33.5(t, J=21.2 Hz), 27.4, 17.5;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-80.8(t, J=12.7 Hz, 3F), -106.8(d, J_F—F=341.0 Hz, 1F), -109.1(d, J_F—F=341.5 Hz, 1F), -121.8 (br, 10F), -122.7(br, 2F), -123.8(br, 2F), -126.2 (br, 2F); HRMS m/z(ESI)计算值C₂₅H₂₁F₂₁NO₂[M+H]⁺:765.1154, 实测值：765.1151。

  产物3j:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.03~6.84(m, 2H), 6.52~6.40(m, 2H), 3.43 (q, J=10.5 Hz, 2H), 2.42~2.26(m, 1H), 2.13~1.86(m, 2H), 1.60~1.48(m, 1H), 1.43(s, 9H), 1.11(s, 3H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:184.7, 175.6, 148.3, 147.8, 131.3, 131.2, 126.9(d, J=128.6), 54.6, 51.3, 49.8, 47.6, 28.2 (q, J=44.8), 27.5, 26.3, 16.8;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-66.8(t, J=10.5 Hz, 3F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₇H₂₃F₃NO₂[M+H]⁺:330.1676, 实测值：330.1678。

  产物3k:淡黄色油状物; ¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:6.93(ddd, J=8.3, 5.8, 2.9 Hz, 2H), 6.49~6.38(m, 2H), 4.29 (q, J=7.1 Hz, 2H), 3.58(d, J=10.4 Hz, 1H), 3.23(d, J=10.4 Hz, 1H), 2.66 (dt, J=24.7, 16.6 Hz, 1H), 2.15~2.02(m, 1H), 1.42(s, 8H), 1.38(s, 3H), 1.36(s, 1H), 1.34(s, 2H), 1.32(s, 1H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:185.0, 175.0, 163.7, 148.3, 147.0, 131.9, 130.3, 116.4, 63.1, 54.7, 51.9, 50.4, 47.4, 37.0(t, J=24.2 Hz), 27.5, 17.9, 13.9;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-97.6(AB, ddd, J=264.2, 24.3, 9.0 Hz, 1F), -101.8 (AB, ddd, J=264.2, 23.9, 18.3 Hz, 1F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₉H₂₆F₂NO₄[M+H]⁺:370.1825, 实测值：370.1828。

  产物3l:淡黄色油状物; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃), δ:6.91(ddd, J=14.8, 10.1, 3.0 Hz, 2H), 6.44(ddd, J=16.1, 10.0, 1.7 Hz, 2H), 3.60(d, J=10.5 Hz, 1H), 3.21(d, J=10.5 Hz, 1H), 2.69 (dq, J=16.0, 12.3 Hz, 1H), 2.35~2.12(m, 1H), 1.44(s, 9H), 1.27(s, 3H); ¹³C NMR(101 MHz, CDCl₃), δ:188.7, 177.6, 150.3, 148.7, 132.7, 131.3, 127.1(d, J=128.6), 54.8, 51.6, 50.8, 48.6, 27.4 (q, J=43.7), 27.7, 26.5, 16.9;¹⁹F NMR(376 MHz, CDCl₃), δ:-66.8(t, J=10.5 Hz, 3F); HRMS m/z(ESI)计算值C₁₆H₂₁F₃NO₂[M+H]⁺ :316.1519, 实测值：316.1515。

  2   结果与讨论

  2.1   反应条件探索

  最佳反应条件的筛选是以化合物1a与全氟碘代丁烷2a生成化合物3a的加成环化为模板反应来探索的(表 1)。使用2.0%(摩尔分数)的fac-Ir(ppy)₃作为光催化剂^[8-9]，在N₂气保护下，用5 W蓝色LED灯照射。首先对一系列溶剂进行筛选，发现当DMF作为溶剂时，产率较好，达到48%(Entries 1~6)。实验表明：对添加剂K₃PO₄、CH₃COOLi、CH₃COOK、K₂HPO₄和K₂CO₃进行检测(Entries 7~11)时，K₂CO₃为最佳添加剂，且能使反应产率提高至54%。另外，对几种典型的光催化剂，如Ru(bpy)₃Cl₂(bpy：联吡啶)、Ru(bpy)₃Cl₂·6H₂O和曙红Y(Eosin Y)进行了尝试，结果证实其催化效果明显不如fac-Ir(ppy)₃(Entries 13~15)。理论上，水能使媒介的极性增大，且有利于碳正离子的形成和稳定。实验结果显示，在该反应中加入0.6 mmol的水对该反应有促进的作用，能使产率提高至65%(Entry 12)。接着，两个控制实验的考察表明撤去光催化剂或者暗反应条件下环化反应均不能发生(Entries 16~17)。

  表 1  最佳反应条件摸索 Table 1.  Screening of optimal reaction conditions^a

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  Entry	Initiator	Base/Additives	Solvent	Yield of 3a/%b
  1	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DMF	48
  2	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	dioxane	42
  3	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DCE	32
  4	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DMSO	27
  5	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	CH3CN	46
  6	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DMF/CH3CN	35
  7	fac-Ir(ppy)3	K3PO4	DMF	40
  8	fac-Ir(ppy)3	CH3COOLi	DMF	29
  9c	fac-Ir(ppy)3	CH3COOK	DMF	37
  10	fac-Ir(ppy)3	K2HPO4	DMF	38
  11	fac-Ir(ppy)3	K2CO3	DMF	54
  12c	fac-Ir(ppy3	K2CO3	DMF	65
  13	Ru(bpy)3Cl2	K2CO3	DMF	trace
  14	Ru(bpy)3Cl2·6H2O	K2CO3	DMF	trace
  15d	Eosin Y	K2CO3	DMF	trace
  16e	fac-Ir(ppy)3	K2CO3	DMF	trace
  17f	none	K2CO3	DMF	trace
  a.Reaction conditions:1a(03 mmol), C4F9I(0.6 mmol), photocatalyst(mole fration 2%), base(0.9 mmol), and solvent(2 mL) were irradiated with a 5 W blue LEDs at room temperature for 18 h under N2. DMF=N, N-dimethyl formamide, DCE=1, 2-dichloroethane, DMSO=dimethyl sulfoxide; b.yield of the isolated product; c.2 equiv. of water as additive; d.using mole fraction 5% of photocatalyst; e.under darkness; f.in the absence of photocatalyst.

  综上所述，经实验探究得出的最佳反应条件为:N-丙烯酰基-N-叔丁基苯甲酰胺1a(0.3 mmol)、C₄F₉-I(0.6 mmol)、K₂CO₃(0.9 mmol)、fac-Ir(ppy)₃(1%摩尔分数)为光催化剂，DMF为溶剂，5 W LED蓝光灯照射，N₂气保护下反应18 h。

  2.2   反应底物范围

  得到最佳反应条件后，我们接着考察了底物的适用范围(Scheme 2)。实验结果表明：N-丙烯酰基-N-苄基苯甲酰的各种取代基团对该反应条件均表现出较好的兼容性，例如，当N原子上连接t-Bu、n-Bu和i-Pr时，分别以中等产率得到产物3a、3b和3c。另外，对底物苯环上各种取代基与反应条件的兼容性进行考察，如3-Br、3-Cl等这些取代基团对该条件均表现出较好的兼容性, 分别以中等以上的产率得到相应的氮杂螺环已二烯酮3e和3f。另外，为了进一步考察引入该螺环系统的含氟基团的适应范围，我们还尝试了一系列其它的多氟化烷基试剂。结果发现，多种全氟碘或溴代烃，包括CF₃I、C₃F₇I、C₆F₁₃、C₈F₁₇I、CH₂CF₂I和BrCF₂CO₂Et等，均能较好地与该环化条件兼容，并顺利地在氮杂螺环已二烯酮骨架中引入各种含氟基团。

  Scheme2. Scope of N-benzylacrylamides in the cyclization leading to azaspirocyclic cyclohexadienones Reaction conditions:1(0.3 mmol), R_f-I or R_f-Br(0.6 mmol), Ir(ppy)₃(molar fraction 2%), K₂CO₃(0.9 mmol), H₂O(0.6 mmol), and DMF(2 mL) were irradiated with a 5 W blue LED at room temperature for 18 h. a.using BrCF₂CO₂Et as the fluoride source

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  此外，进一步的实验探索发现，其它的烷基溴试剂(如BrCH₂COOEt)也能很好地适应此反应体系，以72%~85%的产率合成了相应的含酯基基团的氮杂螺环3m和3n (Scheme 3)。

  Scheme3. Scope of N-benzylacrylamides in the cyclization leading to azaspirocyclic cyclohexadienones Reaction conditions:1(0.3 mmol), BrCH₂CO₂Et(0.6 mmol), Ir(ppy)₃(molar fraction 2%), K₂CO₃(0.9 mmol), H₂O(0.6 mmol), and DMF(2 mL) were irradiated with a 5 W blue LED at room temperature for 18 h

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  2.3   反应机理

  基于上述实验结果和相关的文献^{[6-9, 13]}，我们提出以下可能的反应机理过程(如Scheme 4所示)：光催化剂fac-Ir(ppy)₃在LED蓝光灯照射下转化为其激发态[fac-Ir(Ⅲ)(ppy)₃]^*，然后被氟试剂C₄F₉-I氧化成[fac-Ir(Ⅳ)(ppy)₃]⁺，同时生成C₄F₉·。随后自由基C₄F₉·对底物1a的碳-碳双键进行加成生成A，中间体A接着发生分子内环合生成自由基中间体B，之后自由基中间体C被[fac-Ir(Ⅳ)(ppy)₃]⁺氧化形成正离子中间体C，同时[fac-Ir(Ⅳ)(ppy)₃]⁺被还原循环到初始态fac-Ir(ppy)₃。最后，中间体C的一个质子被无机碱脱去，得到目标产物3a。

  Scheme4. Proposed mechanism for dearomative cyclization of N-benzylacrylamides to form compound 3a

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  3   结论

  本文发展了一种以多氟碘/溴代烷烃(R_fI和R_fBr)作为自由基源，通过可见光诱导的N-苄基丙烯酰胺去芳香化环合制备多氟烷基化的氮杂螺环已二烯酮的反应。该反应使用价格相对低廉的全氟试剂如C₃F₇I、C₄F₉I、C₆F₁₃I、C₈F₁₇I、C₁₀F₂₁I、CH₂CF₂I和BrCF₂CO₂Et作为氟来源，并利用绿色、高效的可见光诱导烯烃串联环化，合成了一系列具有潜在药用价值的多氟烷基化氮杂螺环已烯二酮。此反应底物适应范围广、反应操作简单、原料易得、应用前景广阔，为含氟氮杂螺环已烯二酮类化合物的合成提供了一条高效、简单、环境友好的新途径。

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  Scheme 1  Synthesis of perfluorinated azaspirocyclic cyclohexadienones

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  Scheme 2  Scope of N-benzylacrylamides in the cyclization leading to azaspirocyclic cyclohexadienones Reaction conditions:1(0.3 mmol), R_f-I or R_f-Br(0.6 mmol), Ir(ppy)₃(molar fraction 2%), K₂CO₃(0.9 mmol), H₂O(0.6 mmol), and DMF(2 mL) were irradiated with a 5 W blue LED at room temperature for 18 h. a.using BrCF₂CO₂Et as the fluoride source

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  Scheme 3  Scope of N-benzylacrylamides in the cyclization leading to azaspirocyclic cyclohexadienones Reaction conditions:1(0.3 mmol), BrCH₂CO₂Et(0.6 mmol), Ir(ppy)₃(molar fraction 2%), K₂CO₃(0.9 mmol), H₂O(0.6 mmol), and DMF(2 mL) were irradiated with a 5 W blue LED at room temperature for 18 h

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  Scheme 4  Proposed mechanism for dearomative cyclization of N-benzylacrylamides to form compound 3a

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  表 1  最佳反应条件摸索

  Table 1.  Screening of optimal reaction conditions^a

  Entry	Initiator	Base/Additives	Solvent	Yield of 3a/%b
  1	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DMF	48
  2	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	dioxane	42
  3	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DCE	32
  4	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DMSO	27
  5	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	CH3CN	46
  6	fac-Ir(ppy)3	Li2CO3	DMF/CH3CN	35
  7	fac-Ir(ppy)3	K3PO4	DMF	40
  8	fac-Ir(ppy)3	CH3COOLi	DMF	29
  9c	fac-Ir(ppy)3	CH3COOK	DMF	37
  10	fac-Ir(ppy)3	K2HPO4	DMF	38
  11	fac-Ir(ppy)3	K2CO3	DMF	54
  12c	fac-Ir(ppy3	K2CO3	DMF	65
  13	Ru(bpy)3Cl2	K2CO3	DMF	trace
  14	Ru(bpy)3Cl2·6H2O	K2CO3	DMF	trace
  15d	Eosin Y	K2CO3	DMF	trace
  16e	fac-Ir(ppy)3	K2CO3	DMF	trace
  17f	none	K2CO3	DMF	trace
  a.Reaction conditions:1a(03 mmol), C4F9I(0.6 mmol), photocatalyst(mole fration 2%), base(0.9 mmol), and solvent(2 mL) were irradiated with a 5 W blue LEDs at room temperature for 18 h under N2. DMF=N, N-dimethyl formamide, DCE=1, 2-dichloroethane, DMSO=dimethyl sulfoxide; b.yield of the isolated product; c.2 equiv. of water as additive; d.using mole fraction 5% of photocatalyst; e.under darkness; f.in the absence of photocatalyst.

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