光學(xué)純的手性胺及其衍生物是許多藥理活性分子以及天然產(chǎn)物的重要結(jié)構(gòu)骨架,在醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料化學(xué)等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。烯烴的不對稱氫胺化是合成手性胺的高效方法。南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院朱少林團(tuán)隊(duì)長期從事鎳氫催化的遷移官能團(tuán)化相關(guān)工作,早期分別實(shí)現(xiàn)了遷移氫芳胺化(Chem 2018, 4, 1645)和遷移氫烷基胺化(CCS Chem. 2020, 2, 2259)。近期作者首次實(shí)現(xiàn)了鎳氫催化的烯烴不對稱氫胺化。該催化體系使用簡單的配體,適用于三類代表性的胺化試劑,也為手性芳胺、脂肪胺以及酰胺的合成提供了一種高效通用的方法。
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
作者以烯烴和硝基芳烴的不對稱氫芳基胺化為例對反應(yīng)條件進(jìn)行了篩選優(yōu)化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用簡單的雙噁唑啉配體即可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的高對映選擇性。在確定了最優(yōu)反應(yīng)條件后,作者對反應(yīng)底物的官能團(tuán)耐受性進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,反應(yīng)對各類官能團(tuán)如醚、硫醚、酯、酮、氯、溴、二氟甲氧基、三氟甲基等均有很好的兼容性;此外,該反應(yīng)對呋喃、噻吩、吡啶、吡唑等雜環(huán)也有很好的適用性。
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
接著,作者也對胺基偶聯(lián)試劑的范圍進(jìn)行了拓展,除了硝基芳烴,該反應(yīng)也適用于烷基羥胺衍生物作為烷基胺的親電胺化試劑,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的收率以及優(yōu)異的對映選擇性制備多樣性的α-手性烷基胺。
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
在上述工作基礎(chǔ)上,作者繼續(xù)對反應(yīng)的適用范圍進(jìn)行了深入的探索,發(fā)現(xiàn)該方法也適用于α-手性酰胺的制備。使用簡單易制備的二噁唑酮類衍生物作為酰胺類胺化試劑,可以實(shí)現(xiàn)高收率和高對映選擇性制備α-手性酰胺。該反應(yīng)具有較好的底物適用范圍,對大多數(shù)官能團(tuán)都有一定的耐受性。
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
最后作者也對反應(yīng)的應(yīng)用前景和機(jī)理進(jìn)行了初步的嘗試。結(jié)果發(fā)現(xiàn),克級規(guī)模制備時(shí)可以降低鎳催化劑的用量到1 mol%而不影響反應(yīng)效果。通過對照烯烴的順反構(gòu)型對反應(yīng)的影響以及結(jié)合氘代實(shí)驗(yàn)表明,鎳氫對烯烴的順式氫金屬化可能是該類氫胺化反應(yīng)對映選擇性決定步驟。
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
小結(jié):南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的朱少林團(tuán)隊(duì)在前期鎳氫化學(xué)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了鎳氫催化的烯烴的不對稱氫胺化,該體系使用配體結(jié)構(gòu)簡單,反應(yīng)條件溫和,具有較好的普適性,能分別是常見的氫芳基胺化、氫烷基胺化以及氫酰胺化。