研究论文介绍

Green Chem.:光电催化芳烃的C-H胺化反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,厦门大学的徐海超与郑州大学的宋金帅课题组在Green Chem.中发表论文,报道一种全新的光电联合催化芳烃与氨基甲酸酯衍生物的C-H胺化反应,进而成功完成一系列苯胺分子的构建。

Photoelectrocatalytic C−H Amination of Arenes

Z. Hou, H. Yan, J. Song, H. Xu, Green Chem. 2023, ASAP. doi: 10.1039/D3GC02126B.

正文:

苯胺及其衍生物是在制药领域、农用化学品和高性能材料合成中的重要前体。近些年来,诸多研究团队已经成功设计出多种芳烃的电化学C-H胺化反应方法学 (Scheme 1a) [1]-[2]。受到近年来对于光电催化芳烃与氮亲核试剂的脱氢交叉偶联反应方法学[3]以及光电催化反应方法学[4]相关研究报道的启发,这里,厦门大学的徐海超与郑州大学的宋金帅课题组报道一种全新的光电催化芳烃与氨基甲酸酯衍生物的C-H胺化,进而成功完成一系列苯胺分子的构建 (Scheme 1b)。

首先,作者采用苯1与BocNH2 2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DDQ作为催化剂,Et4NBF4作为电解质,蓝色LEDs作为光源,RVC阳极与Pt plate阴极作为电极,电流为2 mA, MeCN作为反应溶剂,最终获得83%分离收率的产物3

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

之后,该小组通过如下的克级规模研究进一步证明了反应的实用性 (Scheme 3)。

基于前期相关的文献报道[5],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 3a)。同时,该小组还通过DFT计算了芳烃自由基阳离子的LUMO (Scheme 3b)。

总结:厦门大学的徐海超与郑州大学的宋金帅课题组报道一种全新的光电催化芳烃与氨基甲酸酯衍生物的C-H胺化反应,进而成功完成一系列苯胺分子的构建。这一全新的C-H胺化合成转化策略具有反应条件温和以及无需外部化学氧化剂等优势。

参考文献:

  • [1] T. Morofuji, A. Shimizu, J. Yoshida, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5000. doi: 10.1021/ja402083e.
  • [2] X. Hu, G. Zhang, L. Nie, T. Kong, A. Lei, Nat. Commun. 2019, 10, 5467. doi:10.1038/s41467-019-13524-4.
  • [3] H. Huang, T. H. Lambert, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11163. doi: 10.1002/anie.202100222.
  • [4] X. Lai, M. Chen, Y. Wang, J. Song, H. Xu, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 20201. doi: 10.1021/jacs.2c09050.
  • [5] K. Ohkubo, A. Fujimoto, S. Fukuzumi, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5368. doi: 10.1021/ja402303k.

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