烯烃的加氢胺化,即胺在烯烃上的N–H键加成,是一种基础而又具有挑战性的有机转化,它可以从两种丰富的化学原料(烯烃和胺)中产生烷基胺,并具有全原子的经济性。该反应特别重要,因为胺,尤其是手性胺是大范围天然产物和药物中普遍的亚结构。尽管科研人员在开发加氢胺化的催化剂上付出了巨大的努力,但进行分子间加氢胺化的绝大多数烯烃仅限于共轭,张力或末端烯烃;只有少数例子是通过直接在未活化的内烯烃上添加胺的N-H键,其中包括最近的光催化加氢胺化,而向此类烯烃的对映选择性分子间加成反应仍是未知的。实际上,目前基于任何类型未活化烯烃的直接、对映选择的分子间加氢胺化例子仅具有中等对映选择性。
为此,加州大学伯克利分校John F. Hartwig报道了一种包括无环烯烃和环烯烃的阳离子铱体系,该体系催化一系列未活化内烯烃的分子间加氢胺化反应,从而提供具有高对映选择性的手性胺。该催化剂包含新的配体和三氟甲酰胺阴离子,反应设计包括2-氨基-6-甲基吡啶作为胺,以提高催化循环内的多步速率,同时充当氨替代物。这些设计原则指出了在未活化的内烯烃之间添加其他试剂的N–H键以及O–H和C–H键的方式,以简化从碱性原料合成功能分子的过程。相关结果以“Catalytic asymmetric addition of an amine N–H bond across internalalkenes”为题发表在Nature期刊上。a, 未活化内烯烃催化加氢胺化的长期挑战和以前的策略c, 2-氨基吡啶阳离子铱催化剂和氨代用品的设计实现了内烯烃的不对称氢胺化图2:未活化内烯烃与2-氨基-6-甲基吡啶的不对称氢胺化反应的发展a, 确定合适的氨替代物,使未活化的内烯烃能进行加氢胺化b, 确定实现不对称氢胺化和抑制烯烃异构化的反应条件b, 简单环烯烃的加氢胺化和取代环烯烃的不对称加氢胺化的范围c, 使用2-氨基-6-甲基吡啶和2-氨基吡啶的竞争实验Xi, Y., Ma, S. & Hartwig, J.F. Catalytic asymmetric addition of an amine N–H bond across internal alkenes. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2919-z
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