01
研究背景
二芳基胺化合物广泛存在于药物、农药、染料和功能材料中。在过去几十年里，金属催化的 Ullmann-Ma、Buchwald-Hartwig、Chan-Lam 和其他强大的交叉偶联策略应用最为广泛，光化学、电化学和酶化学也取得了诸多进展。尽管这些反应用途广泛，但大多数反应需要特定的底物预官能化，使其在多官能化二芳基胺合成中的应用具有挑战性。
02
研究内容
近日，南开大学黄有教授团队基于长期以来对于有机膦化学和 MBH 碳酸酯的研究，发展了有机膦介导的烯基取代的 MBH 碳酸酯与异氰酸酯的 [5+1] 芳胺化反应 (图1)。该策略的特点包括：(a) 首次膦介导的 MBH 碳酸酯作为 C5合成子的反应；(b) 良好的化学选择性，没有任何 [3+2] 环加成产物；(c) 以酮亚胺为中间体的 Wittig 过程是成功的关键。
图1 有机膦介导的 MBH 碳酸酯与异氰酸酯的 [5+1] 芳胺化。
在经过一系列条件筛选后，作者确定标准反应条件为：在 PPh2Cy (110 mol%) 作为催化剂、MBH 碳酸酯和异氰酸酯比例为 1:1.2 (0.1 mmol) 、4 Å 分子筛 (200 mg) 作为添加剂、甲苯作为溶剂在 110 ℃ 下反应 4 h，可得到相应的芳胺化产物。在此条件下，作者首先对异氰酸酯的范围进行了考察 (表1)。异氰酸酯的芳基上对位或间位带有取代基时，体现出了良好的耐受性 (3aa–3aj)。邻位、多取代和稠合的芳基异氰酸酯也能顺利反应 (3ak–3at)。
表1 芳基异氰酸酯的范围。
随后，作者考察了 MBH 碳酸酯的底物范围 (表2)。包括苯磺酰基、烷氧羰基和氰基在内的吸电子基团在反应中都是耐受的 (3ba–3ea)。二芳基胺的邻位取代基团可以是官能化的芳基、烯炔基或烷基 (3fa–3qa)。值得注意的是，L-薄荷醇和二氟尼柳的后期芳胺化拓宽了该反应的应用范围 (3da、3pa)。
表2 MBH 碳酸酯的范围。
作者进一步研究了烷基异氰酸酯和磺酰异氰酸酯对于这种芳胺的适用性 (表3)，成功地获得了 N-烷基苯胺 3au 和 3av 以及 N-Ts 苯胺 3aw。
表3 在苯胺合成中的应用。
结合机理验证实验，作者提出了以下反应机理 (图2)：PPh2Cy 对于 MBH 碳酸酯的亲核加成通过 SN2' 过程生成季鏻盐 A，原位生成的 tBuO− 攫取质子后生成磷叶立德 B。该中间体与异氰酸酯的经过 Wittig 过程生成烯酮亚胺中间体 C。随后通过 6π 电环化形成中间体 D，该中间体经过芳构化生成芳胺化产物。
图2 机理验证实验和可能的机理。
03
总结展望
在国家自然科学基金项目的资助下，南开大学黄有教授发展了有机膦介导的 Morita-Baylis-Hillman 碳酸酯与异氰酸酯的 [5+1] 芳胺化反应，以良好的官能团耐受性和优异的化学选择性效率的构建了一系列二芳基胺和 N-烷基或 N-Ts 苯胺。值得注意的是，这是首次膦介导的 MBH 碳酸酯作为 C5 合成子的反应。鉴于羰基化合物广泛存在，预计将会有更多基于该 Wittig/电环化/芳构化策略的多官能化反应被开发。
04
论文信息
Phosphine-mediated formal [5+1] aminobenzannulations of Morita–Baylis–Hillman carbonates with isocyanates
Wei Cai, Yanxin Hu, Nan Wang and You Huang
Org. Chem. Front., 2024,11, 7130-7135
https://doi.org/10.1039/D4QO01651C
*文中图片皆来源上述文章
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通讯作者简介
黄有 教授
南开大学
黄有，南开大学教授，博士生导师。1986年本科毕业于河南师范大学化学系，1997年于浙江杭州大学化学系获得有机化学博士学位。1997-1999年，在南开大学元素所进行博士后工作 (合作导师：陈茹玉院士)，1999-2002年，在大阪大学药学院从事博士后研究 (合作导师：Hidenobu Ohmori 和 Hatsuo Maeda)。2011年起，在南开大学化学院担任教授、博士生导师。黄有教授先后获得南开大学“敬业”奖教金教学二等奖，南开大学校级“教工先锋岗”先进个人，南开大学第五届“良师益友”提名奖等荣誉称号。课题组主要研究领域包括有机膦催化反应化学、硫叶立德反应化学、新型手性膦催化剂的设计合成及其不对称催化反应研究。目前，该课题组已经在 Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., Chem. Sci., Org. Chem. Front. 等期刊发表论文 120 余篇。
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