研究论文介绍

Angew:分子间对映选择性苄基C(sp3)-H胺化反应方法学研究

作者:杉杉

导读:

近日,南开大学的周其林课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,报道一种全新的通过阳离子铜催化剂促进的烷基芳烃与酰胺衍生物之间的分子间对映选择性苄基C(sp3)-H胺化反应方法学,进而成功完成一系列手性胺分子的构建。

Intermolecular Enantioselective Benzylic C(sp3)-H Amination by Cationic Copper Catalysis

L.Dai, Y.Chen, L. Xiao, Q. Zhou, Angew. Chem. Int. Ed2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202304427.

正文:

手性苄胺结构单元广泛存在于各类药物以及生物活性分子中 (Scheme 1A)。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种构建手性胺分子的合成转化策略 (Scheme 1B)[1]-[2]。这里,受到近年来对于采用铜催化剂促进的通过HAT (hydrogen-atom transfer)路径进行的苄基C(sp3)-H键官能团化 (Scheme 1C)反应方法学[3]-[4]相关研究报道的启发,南开大学的周其林课题组成功设计出一种全新的通过阳离子铜催化剂促进的烷基芳烃与酰胺衍生物之间的分子间对映选择性苄基C(sp3)-H胺化反应方法学 (Scheme 1D)。

首先,作者采用1-溴-4-乙基苯1a与苯甲酰胺2a作为模型底物,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为:采用CuCl与NaBArF原位反应形成的阳离子铜配合物作为催化剂,L3作为配体,DTBP作为氧化剂,氯苯作为反应溶剂,反应温度为60 oC,最终获得88%收率的手性产物3a (93:7 er)。

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列烷基芳烃底物 (Scheme 2)以及酰胺底物 (Scheme 3)的应用范围进行深入研究。

之后,该小组通过如下的一系列研究进一步表明,这一全新的分子间对映选择性苄基C(sp3)-H胺化策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 4)。

接下来,作者对上述分子间对映选择性苄基C(sp3)-H胺化过程的反应机理进行进一步研究 (Scheme 5)。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[7]-[8],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 6)。

总结:

南开大学的周其林课题组报道一种全新的通过阳离子铜催化剂促进的烷基芳烃与酰胺衍生物之间的分子间对映选择性苄基C(sp3)-H胺化反应方法学,进而成功完成一系列手性胺分子的构建。这一全新的对映选择性苄基C(sp3)-H胺化反应策略具有广泛的底物应用范围、温和的反应条件、优良的官能团兼容性以及优良的对映选择性等优势。

参考文献:

  • [1] O. I. Afanasyev, E. Kuchuk, D. L. Usanov, D. Chusov, Chem. Rev. 2019119, 11857. doi: 10.1021/acs.chemrev.9b00383.
  • [2] J. Xie, S. Zhu, Q. Zhou, Chem. Rev. 2011, 111, 1713. doi: 10.1021/cr100218m.
  • [3] S. Mondal, F. Dumur, D. Gigmes, M. P. Sibi, M. P. Bertrand, M. Nechab, Chem. Rev. 2022, 122, 5842. doi: 10.1021/acs.chemrev.1c00582.
  • [4] M. B. Andrus, Z. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8806. doi: 10.1021/ja026266i.
  • [5] V. W. Bowry, J. Lusztyk, K. U. Ingold, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5687. doi: 10.1021/ja00015a024.
  • [6] E. M. Simmons, J. F. Hartwig, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3066. doi: 10.1002/anie.201107334.
  • [7] B. A. Tran, B. Li, M. Driess, J. F. Hartwig, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2555. doi: 10.1021/ja411912p.
  • [8] Y. Zheng, R. Narobe, K. Donabauer, S. Yakubov, B. König, ACS Catal. 2020, 10, 8582. doi: 10.1021/acscatal.0c01924.

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