作者:杉杉
导读:
近日,美国Michigan大学的Paul M. Zimmerman与John Montgomery课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文,报道一种全新的镍催化N-杂环化合物与醛类化合物的氧化交叉脱氢偶联反应方法学,进而成功完成一系列α-氨基酮分子的构建。
Oxidative Cross Dehydrogenative Coupling of N‑Heterocycles with Aldehydes through C(sp3)−H Functionalization
M. Chen, A. M. Ventura, S. Das, A. F. Ibrahim, P. M. Zimmerman, J. Montgomery, J. Am. Chem. Soc. 2023, ASAP. doi: 10.1021/jacs.3c06532.
正文:
近年来,C(sp3)-H官能团化策略备受关注。目前,诸多研究团队已经成功设计出多种C-X与C-H偶联的策略 (Scheme 1A) [1]。受到近年来对于铜催化C-H与C-H脱氢偶联反应方法学 (Scheme 1B) [2]以及镍催化非常规亲核试剂与醛的加成反应方法学[3]相关研究报道的启发,这里,美国Michigan大学的Paul M. Zimmerman与John Montgomery课题组报道一种全新的镍催化N-杂环化合物与醛类化合物的氧化交叉脱氢偶联反应方法学,进而成功完成一系列α-氨基酮分子的构建 (Scheme 1C)。
首先,作者采用苯甲醛1a与N-Boc吡咯烷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NiBr2·dme作为催化剂,bpp作为配体,DTBP作为氧化剂,H2O作为添加剂,Zn粉作为还原剂,在乙腈反应溶剂中,反应温度为50oC,最终获得69%收率的产物3a。
在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列醛底物以及胺底物 (Table 2)的应用范围进行深入研究。
接下来,作者对上述官能团化过程的反应机理进行进一步研究 (Scheme 2)。
基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[4],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 3)。
总结:美国Michigan大学的Paul M. Zimmerman与John Montgomery课题组报道一种全新的镍催化N-杂环化合物与醛类化合物的氧化交叉脱氢偶联反应方法学,进而成功完成一系列α-氨基酮分子的构建。
参考文献:
- [1] Z. Zuo, D. T. Ahneman, L. Chu, J. A. Terrett, A. G. Doyle, D. W. C. MacMillan, Science 2014, 345, 437. doi:10.1126/science.1255525.
- [2] Z. P. Li, D. S. Bohle, C. J. Li, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 8928. doi:10.1073/pnas.0601687103.
- [3] K. W. Shimkin, J. Montgomery, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7074. doi:10.1021/jacs.8b04637.
- [4] T. B. Hamby, M. J. LaLama, C. S. Sevov, Science 2022, 376, 410. doi:10.1126/science.abo0039.
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