Nat. Commun.：铜/偶氮二甲酸酯体系协同催化烯丙基C-H胺化反应
本文作者：杉杉
导读
近期，上海交通大学的张书宇课题组在Nat. Commun.中发表论文，报道一种全新的区域选择性铜催化含有氨基喹啉导向基团的非活化内烯烃与偶氮二甲酸酯的氧化烯丙基C-H胺化反应方法学，进而成功完成一系列脂肪族烯丙基胺分子的构建。其中，偶氮二甲酸酯作为氮源与亲电氧化剂在烯丙基C-H活化中具有双重作用。
Cooperative Cu/azodiformate system catalyzed allylic C–H amination of unactivated internal alkenes directed by aminoquinoline
L. Wang, C. Wang, Z. Li, P. Lian, J. Kang, J. Zhou, Y. Hao, R. Liu, H. Bai, S. Zhang, Nat. Commun.2024, 15, 1483. doi: s41467-024-45875-y.
正文
烯丙基胺骨架广泛存在于各类生物活性分子中 (Fig. 1)。近些年来，诸多研究团队已经成功设计出多种钯催化烯丙基C-H键的活化反应方法学[1](Fig. 2a)。同时，大多数过渡金属催化烯丙基C-H胺化反应的底物范围主要集中于环状烯烃或端烯烃[2](Fig. 2b)。然而，对于内烯烃参与的烯丙基C-H胺化反应方法学，目前却较少有相关的研究报道[3]。受到近年来导向基团促进非活化烯烃的双官能团化反应方法学[4]、利用偶氮二甲酸酯进行C-N键的构建[5]以及利用偶氮二甲酸酯作为氧化剂[6]相关研究报道的启发，这里，上海交通大学的张书宇课题组报道一种全新的区域选择性铜催化含有氨基喹啉导向基团的非活化内烯烃与偶氮二甲酸酯的氧化烯丙基C-H胺化反应方法学，进而成功完成一系列脂肪族烯丙基胺分子的构建 (Fig. 2c)。
首先，作者采用含有氨基喹啉导向基团的内烯烃衍生物1a与偶氮二甲酸二乙酯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作为催化剂，在DCE反应溶剂中，反应温度为90 oC，最终获得94%收率的产物3a。
在上述的最佳反应条件下，作者对一系列内烯烃底物 (Table 2)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，这一全新的胺化策略具有潜在的合成应用价值 (Fig. 3)。
接下来，作者对上述胺化过程的反应机理进行进一步研究 (Fig. 4)。
此外，作者通过相关的DFT计算对反应机理与区域选择性的起源进行了研究 (Fig. 5)。
基于上述的实验研究，作者提出如下合理的反应机理 (Fig. 6)。
总结
上海交通大学的张书宇课题组报道一种全新的区域选择性铜催化含有氨基喹啉导向基团的非活化内烯烃与偶氮二甲酸酯的氧化烯丙基C-H胺化反应方法学，进而成功完成一系列脂肪族烯丙基胺分子的构建。这一全新的胺化合成转化策略具有操作简单、底物范围广泛、优良的官能团兼容性、优良的区域选择性以及优异E/Z选择性等优势。
参考文献
[1] M. Chen, N. Prabagaran, N. A. Labenz, M. C. White, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6970. doi:10.1021/ja0500198.
[2] B. M. Trost, M. M. Hansmann, D. A. Thaisrivongs, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4950. doi:10.1002/anie.201200601.
[3] L. Liela Bayeh, U. K. Tambar, ACS Catal. 2017, 7, 8533. doi:10.1021/acscatal.7b03081.
[4] Z. Liu, T. Zeng, K. Yang, K. M. Engle, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15122. doi:10.1021/jacs.6b09170.
[5] H. Bai, Z. Ma, M. Yi, J. Lin, S. Zhang, ACS Catal. 2017, 7, 2042. doi:10.1021/acscatal.6b03621.
[6] A. Hu, J. Guo, H. Pan, H. Tang, Z. Gao, Z. Zuo, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1612. doi:10.1021/jacs.7b13131
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