期刊名:Angewandte Chemie International Edition
doi号:10.1002/anie.202411555
C-N键广泛存在于天然产物以及生物活性分子中。使用胺的C(sp3)-N键进行偶联近年来得到了显著提升。大多数的工作主要基于氧化加成策略来形成C-C键。由于C-N键的高化学键分解能以及N中心的低离去能力,C-N键偶联往往需要活化步骤。两个主要方法是基于三乙基铵盐以及吡啶盐的产生,然后与过渡金属发生氧化加成。但是两者都需要分离出中间体,并且对三级胺不适用。因此,利物浦大学John F. Bower课题组设计了一种简单温和的策略来实现三级胺的偶联过程。通过使用碘来替代可以形成酰胺共振的离去基团,这个中间体可以直接参与到C-C偶联中。该方法对链状三级胺以及环状三级胺都适用。
该策略需要一个温和、有效以及低耗费的方法去将C-N键转化成过渡金属趋向的C-X键,作者首先将目标定为苄胺。作者首先考虑把C-N键转化为C-Cl键,但因为其局限性,作者没有采用该方法。因为现存C-N键到C-X键转化的限制,作者采用了外来碘源的方法。原因是(1).其是个很好的亲核试剂。(2).任何与酰化试剂的反应都会产生高反应活性的酰基碘,可以参与到酰化过程中。(3).产生的烷基碘很适合偶联。因此,作者使用苄胺,三氟乙酸酐以及NaI来产生碘中间体Int-1。作者通过对金属催化剂以及配体的筛选,确定M2和L3为最适的金属催化剂和配体。降低硼酸酯和碱的负载会使产率降低。
作者接着进行了底物拓展。首先是对氨基的位阻进行了拓展。吡咯环、哌啶环以及二环己基都可以得到高产率的偶联产物。作者对苄基也进行了拓展,多种取代的以及杂环都可以顺利反应。多种芳基硼酸酯也可以顺利进行反应。
α-二级苄胺的反应更具挑战性,因为中间体存在消除过程。为了解决这个问题,作者降低温度,使用L5与预活化的n-丁基硼酸盐来进行反应。通过该方法,一系列底物也发生了相应转化。
为了验证该C-N转化策略的可用性,作者进行了转化并且与其他的亲核试剂进行了反应,都顺利地发生了交叉偶联。
该方法对环胺也是适用的。针对环胺,作者使用CbzCl或者i-BuOCOCl和NaI作为活化剂。通过对活化剂的改变,多种官能团取代的以及大位阻的环胺都可以发生C-N偶联。为了验证该方法的实用性,作者通过该方法对药物分子和天然产物进行了后期修饰。这些底物都发生了相应的C-N偶联,进一步验证了该方法的实用性。
综上所述,作者开发了一种简单的方法来活化、偶联三级胺C-N键。该方法的活性亲电试剂不需要分离;该方法对三级胺适用,包括大位阻的三级胺。;该方法对于N-杂环也适用。总的来说,该方法为现有的C-N键偶联提供了一个有效的补充。