N-芳基甘氨酸酯的官能化:由n- Bu 4 NI 介导的对C-C键的电催化作用
报道了N-芳基甘氨酸酯的有效电催化官能化。该方案在恒定电流条件下在不分开的单元中进行,采用简单,廉价且容易获得的n- Bu 4 NI作为介体。此外,证明了介导过程优于直接电化学官能化。
关键词: C-C形成; 电化学氧化功能化; n -Bu 4 NI; 氧化还原催化剂
两个C-H键的氧化交叉脱氢偶联(CDC)已经成为一种通用且有效的策略,由于其步骤和原子经济特性以及避免底物的预功能化而在有机化学中形成新的C-C键[1] -5]。大多数CDC反应发生在苄型C-H键和与杂原子(N或O)相邻的α-C-H键之间[6-10]。然而,仲胺,尤其是氨基酸的氧化C-C形成对于研究天然和非天然氨基酸的性质和功能更为重要[11]。。因此,在工业和学术环境中,氨基酸C-C键的有效和选择性构建一直备受关注,并且已经取得了许多进展[12-17]。李等人。首先报道了使用化学计量的Cu(OAc)2作为催化剂和氧化剂,用丙二酸酯对甘氨酸衍生物进行官能化[12]。后来,甘氨酸衍生物的芳基化,乙烯基化和炔基化也由同一组完成(方案1)[13]。使用Cu(OAc)2 /吡咯烷双催化剂体系,Huang在TBHP或DDQ作为末端氧化剂的存在下开发了甘氨酸衍生物与丙酮的氧化交叉偶联[14]。。该方案还扩展到分别使用O 2和过氧化二叔丁基(DTBP)作为氧化剂与2-烷基喹啉[15]和酚[16]的反应(方案1)。Hou等人开发了CuCl催化的甘氨酸衍生物与吲哚的氧化交叉偶联,其中简单的铜盐用作催化剂,氧气用作助氧化剂(方案1)[17]。
方案1:N-芳基甘氨酸酯与C-H亲核试剂的 交叉脱氢偶联。
或者,还开发了甘氨酸衍生物与C-亲核试剂的CDC反应的光催化形式[18,19]。例如,结合可见光催化剂Ru(bpy)3 Cl 2和过渡金属催化剂Cu(OTf)2,Wu和同事实现了仲胺与β-酮酯的有氧氧化偶联形成C(sp 3))-C(sp 3)键(方案1)[18]。
尽管甘氨酸衍生物的官能化已取得很大进展,但上述大多数这些策略需要化学计量或过量的化学氧化剂和过渡金属(光)催化剂。化学计量或过量化学氧化剂的使用导致产生废物,这在原子经济和环境上不是良性的。此外,产物的过度氧化可能在过量氧化剂存在下发生。另一方面,产物中残留痕量过渡金属(光)催化剂的毒性也受到高度关注。因此,非常需要无金属和环境友好的氧化C-C键形成。
电化学已被证明是一种环境友好的方法,通过使用电子作为氧化还原剂而不是终端化学物质来实现新化学键的形成和官能团转化[20-27]。在这种情况下,我们应用简单的卤离子作为氧化还原催化剂,以实现电化学C-H键官能化,从而形成新的C-C,C-N,C-O和C-S键[28-31]。在此,我们报道了使用n - Bu 4 NI作为氧化还原催化剂,用C-H亲核试剂对N-芳基甘氨酸酯进行电化学α-C-H官能化(方案1)。在恒定电流电解下,在未分开的电池中进行化学反应。有人观察到与直接电解相比,n- Bu 4 NI显着促进了反应,并且提供了更高产率的α-官能化产物