(圖片來源:Chemical Science)
作者首先在可見光照射下,以嗎啉和氫化肉桂醛作為偶聯(lián)底物,以Ritter的CF3I·2 DMSO絡(luò)合物作為三氟甲基自由基的來源進(jìn)行反應(yīng),并以NaBH(OAc)3作為還原劑終止反應(yīng)(Table 1)。在評估了溶劑和堿后,作者發(fā)現(xiàn)在含有4?分子篩和三乙胺的DMF溶液中,室溫下攪拌反應(yīng)4小時,反應(yīng)可生成近等摩爾量的仲烷基胺產(chǎn)物。在無堿條件下反應(yīng),產(chǎn)物生成量顯著減少,這可能是由于在反應(yīng)條件下生成了氫碘酸副產(chǎn)物。如果沒有光則完全抑制了反應(yīng),添加TEMPO也抑制了反應(yīng),這支持了作者關(guān)于自由基過程的假設(shè)。
(圖片來源:Chemical Science)
接下來,作者評估了可見光催化下的羰基三氟甲基胺化反應(yīng)的合成潛力(Figure 2)。一系列仲烷基胺可以適用于該反應(yīng),常見的一系列候選藥物中的環(huán)胺也是合適的底物,并以良好的收率提供β-三氟甲基叔烷基胺3a-3l。當(dāng)?shù)孜镆攵喾N官能團(tuán)時,反應(yīng)也可以順利進(jìn)行。含支鏈和直鏈烷基取代的胺以及包括氰基、吡啶和保護(hù)羥基在內(nèi)的各種官能團(tuán)反應(yīng)良好,以較高的收率生成相應(yīng)的叔胺3m-3q。接下來,作者用二苯基胺作為代表性的偶聯(lián)劑評估了醛組分的范圍。一系列功能化的線性醛可以很好地轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的β-三氟甲基叔烷基胺。γ-支鏈醛的產(chǎn)物3t和3u的收率較高,這一結(jié)果表明,反應(yīng)不受烯胺中間體鄰位空間效應(yīng)的影響。作者研究發(fā)現(xiàn),含有一系列官能團(tuán)的醛類是合成化合物3r-3aa的有效偶聯(lián)底物。在反應(yīng)條件下,含富電子雜環(huán)的醛(3y、3z和3aa)可耐受該反應(yīng)。由于存在空間位阻,三氟甲基自由基在三取代烯胺上的加成反應(yīng)非常緩慢。鑒于二烷基胺存在于一系列小分子藥物和臨床前候選藥物中,因此,利用原料醛和三氟甲基碘化物對這些分子進(jìn)行修飾,進(jìn)而構(gòu)建三氟甲基叔胺在開發(fā)新藥的應(yīng)用方面有著重要的意義。作者對五種含有二級胺結(jié)構(gòu)的藥物和藥物片段也順利進(jìn)行了羰基三氟甲基胺化反應(yīng),得到了叔烷基胺3ab-3af。
(圖片來源:Chemical Science)
最后,作者展示了該三氟甲基化策略對于快速生產(chǎn)具有生物活性的小分子用以證明其潛在效用有著重要的意義。小分子叔胺農(nóng)藥丁苯嗎啉和苯銹定的叔胺中心的β位置有一個甲基,由于它們在保護(hù)全球谷物方面起重要作用,因此對于人類的生產(chǎn)生活意義重大。由于丁苯嗎啉類似物在宿主系統(tǒng)內(nèi)的代謝速度快,其抗侵襲性真菌感染(IFI)的體內(nèi)表現(xiàn)受到嚴(yán)重限制。因此,提高這些化合物的代謝穩(wěn)定性是防治IFI的一個活躍研究領(lǐng)域。作者以2,6-二甲基嗎啉和哌啶為仲胺底物,利用該羰基三氟甲基胺化反應(yīng)有效地取代了這些分子的甲基。在反應(yīng)條件下,三氟甲基丁苯嗎啉和苯銹定(4a)和(4b-d)的三氟甲基化產(chǎn)物很容易以良好的收率獲得,證明了該方法在藥物優(yōu)化中的潛在應(yīng)用(Figure 3)。
(圖片來源:Chemical Science)
總結(jié):作者開發(fā)了一種無金屬條件下,從原料醛、仲胺和易得的CF3自由基源快速構(gòu)建β-三氟甲基叔胺的策略。β-羰基三氟甲基化胺化反應(yīng)溫和且操作簡單,能夠在復(fù)雜的環(huán)境中使用,并且能容易地構(gòu)建出藥物分子中的氟化叔胺片段。