胺是氨基酸和核苷酸碱基中的关键官能团，也是药物、农用化学品、染料和聚合物的基本成分。所以，化合物的胺化一直是有机化学中的主要挑战。然而，大多数的合成过程涉及有毒、易爆或昂贵的化学品和中间体。有鉴于此，受含铁酶的启发，仿生络合物的出现也为有机底物的氧化和胺化开辟了新的途径。然而，迄今为止大多数方法通常需要使用具有挑战性的保护基操作。为了解决这些问题，Morandi开发了使用羟胺衍生试剂进行的铁催化直接合成无保护胺的反应。然而，尽管在各种有机底物上成功利用了铁催化的胺化反应，但是，负责氨基官能化反应的活性物质的机理途径和性质仍然未知。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
最近，Max Planck Institute的Serena DeBeer和Frank Neese以及Sayanti Chatterjee团队使用了光谱技术（穆斯堡尔、电子顺磁共振、紫外可见光谱、X 射线吸收、核共振振动光谱和共振拉曼）以及高级量子化学计算来分析使用羟胺衍生的 N-O 试剂作为“氨基”源和“氧化剂”的铁催化烯烃氨基官能化反应，并将相关研究成果发表至J. Am. Chem. Soc.上。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
他们发现，羟基胺衍生的三氟甲磺酸盐可作为“氧化剂”以及“氨基”基团的供体。它可激活高自旋 Fe(II) (St= 2) 催化剂 [Fe(acac)2(H2O)2]生成高自旋的 (St = 5/2) 中间体 (Int I)，并进而衰变为第二个中间体 (Int II)，St = 2。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
此外，从光谱和计算数据的分析可见 Int I 转化为 [Fe(III)(acac)2-N-acyloxy]。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
其中，Int II 虽由 N-O 键均裂形成。然而，它不会产生高价 Fe(IV)(NH) 物质（Fe(IV)(O) 类似物），而是产生强烈反铁磁偶合的高自旋 Fe(III) 中心（J = - 524 cm-1) 到亚氨基自由基 [Fe(III)(acac)2-NH·]。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
研究中可见，相对于 Fe(IV)(O) 中心，Int II 具有较弱的长 Fe-N 键，有助于合理化其在苯乙烯基烯烃上进行 N 转移反应的倾向，导致氨基醚的整体形成。因此，该研究证明了利用铁配位的氮中心自由基作为催化中强大的反应中间体的潜力。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
参考文献：A Combined Spectroscopic and Computational Study on the Mechanism of Iron-Catalyzed Amino functionalization of Olefins Using Hydroxylamine Derived N−OReagent as the “Amino” Source and “Oxidant”
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.1c11083
目前评论：0