EurJOC:脂肪氨基高价碘试剂的制备、表征及反应研究

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许多饱和含氮杂环化合物在药物中有显著药物活性,因此将氨基模块快速且有效地引入到有机分子中,对于合成有生物活性的化合物具有重要意义。传统的C-N键构建方法通常借助昂贵的过渡金属催化来实现,催化剂的回收比较困难。最近,清华大学陈超课题组和天津科技大学刘伟课题组首次合成并报道了一类脂肪氨基高价碘试剂,对其结构进行了表征,并将该类高价碘试剂应用到铜催化的邻位氨基化反应,实现C-N键构建(如图1)。

图1:氨基高价碘试剂的构建方法

文章首先研究了高价碘试剂的合成路线,利用氨基硅烷与碘试剂前体反应,成功合成了一系列可稳定存在的脂肪氨基高价碘试剂(如表1)。该类高价碘试剂不同于以往广泛报道的酰胺基高价碘试剂,脂肪氨基高价碘试剂是否能够稳定存在一直是个疑问,研究人员利用XRD成功鉴定了此类高价碘试剂的结构(图2)。

表1:脂肪氨基高价碘试剂

图2:脂肪氨基高价碘的结构

用此类高价碘试剂在金属铜盐的催化下,实现了苯胺衍生物的邻位亲电氨基化。在反应条件优化的过程中,使用1.0 equiv的底物3a和2.5 equiv的高价碘2a,以1.0 equiv的一水合醋酸铜做催化剂,1,4-二氧六环做溶剂,在80℃下反应12小时,以较高产率得到目标产物。

表2:酰胺底物拓展

在研究了吗啉环状高价碘的氨化反应后,发现其他六元环状氨基高价碘也能以中等到较高的收率得到相应产物(如表3)。

 表3:高价碘试剂底物拓展

向反应体系中加入自由基捕获剂(TEMPO),发现无产物生成,这表明该反应可能存在一个自由基反应过程。此外,在铜催化剂存在下,于1,4-二氧六环中将底物酰胺加热2小时,然后添加氨源,相应的氨化产物以85%的收率获得。但是,反向添加顺序并没有产物生成。这表明,反应最初是由底物与铜配位产生了配合物Ⅰ,然后发生一次单电子转移生成Cu(Ⅰ)配合物(Ⅱ)(如图3)。

图3:反应机理的研究

环状高价碘试剂因其在官能团转移中的应用而被广泛研究,本文首次合成了脂肪氨基环状高价碘试剂并研究了其反应。这种高价碘试剂便于合成,易保存,该合成方法可以继续用于其他氨基类环状高价碘试剂的合成,以应用在药物、农药等领域。文章对该高价碘在苯胺类衍生物的邻位氨基化反应进行了详细的探索,未来也可以以高价碘为亲电氨基化试剂,与其他的亲核试剂进行反应研究。

论文信息:

Preparation, Characterization, and Reactivity of Aliphatic Amino Iodane(III) Reagents

Yue Zhang, Jing Lu, Tianlei Lan, Shaoling Cheng, Wei Liu, Chao Chen


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202001373



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