本文作者:杉杉

导读

近日，Berlin工业大学 (Technische Universität Berlin)的M. Oestreich课题组在Org. Lett.中发表论文，报道一种全新的通过B(C₆F₅)₃催化剂促进的芳香腈衍生物的还原去氮化 (reductive denitrogenation)反应方法学，进而成功完成一系列取代甲苯以及其它甲基取代的芳香化合物的构建。

B(C₆F₅)₃‑Catalyzed Reductive Denitrogenation of Benzonitrile Derivatives

Peng, M. Oestreich, Org. Lett. 2022, 24, 2940. doi: 10.1021/acs.orglett.2c01003.

正文

氰基作为有机分子中重要的官能团之一，能够有效地参与多种不同类型的合成转化过程^[1]-[2]。然而，对于将氰基转化为甲基的相关反应策略的研究，目前主要涉及金属催化的交叉复分解反应方法学^[3]-[5]与催化异相氢解^[6]反应方法学 (Scheme 1, top)。这里，受到本课题组前期对于B(C₆F₅)₃催化的苄胺与氢硅烷 (hydrosilane)之间的去氨化反应方法学^[7]-[8](Scheme 1, bottom)以及腈衍生物的硅氢化反应方法学^[9]-[10](Scheme 1, bottom left)相关研究报道的启发，Berlin工业大学 (Technische Universität Berlin)的M. Oestreich课题组报道一种全新的通过B(C₆F₅)₃催化剂促进的芳腈衍生物的还原去氮化反应方法学。

首先，作者采用4-(二甲氨基)苄腈1a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B(C₆F₅)₃作为催化剂，PhSiH₃作为氢源，作为1,2-F₂C₆H₄反应溶剂，反应温度为室温，最终获得93%收率的还原去氮化产物2a。

在上述的最佳反应条件下，作者对一系列苯腈底物的应用范围进行深入研究(Scheme 2)。

同时，该小组通过如下研究表明，这一全新的还原去氮化策略具有良好的合成应用价值 (Scheme 3)。

接下来，作者通过一系列相关的时间分辨¹H-NMR谱学 (see SI)研究表明，B(C₆F₅)₃与苄腈在混合之后，能够迅速并可逆地形成相应的Lewis加合物。同时，该小组通过相关的控制实验研究表明，反应过程中涉及由腈到胺的双重硅氢化路径，之后通过苄基C-N键的还原断裂过程，形成最终的还原去氮化产物，并伴随含氮副产物trisilazane的形成 (Scheme 4)。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道^[11]-[13]，作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 5)。

总结

Berlin工业大学的M. Oestreich课题组成功设计出一种全新的通过B(C₆F₅)₃催化剂参与的芳香腈衍生物的还原去氮化反应方法学，进而成功完成一系列取代甲苯以及其它甲基取代的芳香化合物的构建。这一全新的还原去氮化策略具有温和的反应条件、优良的底物应用范围以及优良的官能团兼容性等优势。

参考文献

• [1] M. Wang, Acc. Chem. Res. 2015, 48, 602. doi: 10.1002/adsc.201400940.
• [2] D. B. Bagal, B. M. Bhanage, Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 883. doi: 10.1021/ar500406s.
• [3] R. L. Gdula, M. J. A. Johnson, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9614. doi: 10.1021/ja058036k.
• [4] J. Heppekausen, R. Stade, R. Goddard, A. Fürstner, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11045. doi: 10.1021/ja104800w.
• [5] Y. Takahashi, A. Tahara, T. Takao, Organometallics 2020, 39, 2888. doi: 10.1021/acs.organomet.0c00393.
• [6] H. Wang, Q. Luo, W. Liu, Y. Lin, Q. Guan, X. Zheng, H. Pan, J. Zhu, Z. Sun, S. Wei, J. Yang, J. Lu, Nat. Commun.2019, 10, 4998. doi: 10.1038/s41467-019-12993-x.
• [7] H. Fang, M. Oestreich, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 11394. doi: 10.1002/anie.202004651.
• [8] H. Fang, M. Oestreich, Chem. Sci. 2020, 11, 12604. doi: 10.1039/D0SC03712E.
• [9] N. Gandhamsetty, J. Jeong, J. Park, S. Park, S. Chang, J. Org. Chem. 2015, 80, 7281. doi: 10.1021/acs.joc.5b00941.
• [10] J. A. Clarke, A. van der Est, G . I. Nikonov, Eur. J. Org. Chem. 2021, 31, 4434. doi: 10.1002/ejoc.202100834.
• [11] T. Fallon, M. Oestreich, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 12488. doi: 10.1002/anie.201500750.
• [12] J. Hermeke, M. Mewald, M. Oestreich, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17537. doi: 10.1021/ja409344w.
• [13] N. W. Mitzel, A. Schier, H. Beruda, H. Schmidbaur, Chem. Ber. 1992, 125, 1053. doi: 10.1002/cber.19921250512.

本文版权属于 Chem-Station化学空间， 欢迎点击按钮分享，未经许可，谢绝转载