正文 脂肪族手性胺是一類廣泛存在于藥物分子、生物活性分子中的結構片段,發展合成這類結構的方法具有重要價值。相較于Tsuji?Trost反應、烯丙基胺化以及氫胺化反應,鈀催化的1,3-二烯的烷胺化反應可以快速構建結構多樣的脂肪族手性胺,有獨特的優勢。但目前二烯的烷胺化反應僅有消旋體的報道,并且底物范圍局限在鹵代物及其類似物。化學加——科學家創業合伙人,歡迎下載化學加APP關注。 近年來,該課題組致力于烷烴碳氫鍵的不對稱催化轉化研究,通過發展原子轉移自由基串聯反應,實現了烷烴類化合物的立體選擇性轉化(Nat. Synth. 2024, 3, 507-516; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22031; Nat. Synth. 2022, 1, 946)。最近他們以羥胺衍生物作為雙官能團化試劑,實現了光照條件下鈀催化1,5-氫遷移觸發的1,3-二烯的雙官能化反應(Sci. China Chem. 2022, 65, 863)。在此基礎上,作者設想通過加入氧化劑替代底物中的羥胺衍生物部分,通過光照條件下鈀催化、分子間氫原子轉移過程的協同作用,就能夠使不同類型的含有C(sp3)?H的化合物直接參與二烯的官能化之中。如下圖所示,作者設想通過激發態Pd(0)與氧化劑發生單電子轉移生成自由基,隨后與烷烴發生氫原子轉移產生烷基自由基,之后進行自由基加成,金屬-自由基耦合等過程生成π-烯丙基鈀中間體,最后胺親核進攻得到產物。 作者首先以甲苯(1a)、苯基1,3-二烯(2a),N-甲基芐胺(3a)作為模板底物,各種羥胺衍生物作為間接HAT試劑,對反應進行了嘗試,但沒有得到產物。受到Gevorgyan課題組工作的啟發(Science 2022, 378, 1207),作者選取芳基溴作為間接HAT試劑,對反應條件進行了一系列的優化,最終以80%的收率,93%的ee值得到目標產物4a。 對于含有碳(sp3)?氫鍵的底物,除了帶有F、Cl、烷基,甲氧基,三氟甲基等取代基團的甲苯衍生物,環烷烴也能夠以中等的收率,優異的選擇性得到產物。鏈狀烷烴(如正戊烷)也可以參與反應,但區域選擇性較差。作者隨后對各類含雜原子的碳氫化合物進行了探索,環醚、鏈醚、酯等O-α位,N、S的α位,以及酯、丙酮羰基α位的C(sp3)?H都可以被芳基自由基撅氫,進而得到產物。 作者隨后對胺的底物范圍進行了考察。各類鏈狀、環狀的仲胺都能參與反應,以90-96% ee得到目標產物。脂肪族的伯胺也能在該反應體系中有很好的結果。雖然芳香族的伯胺、仲胺也能夠參與反應,但對映選擇性略微下降。手性的氨基醇、氨基酸酯也能夠以優異的非對映選擇性得到產物。藥物片段以及一些天然產物的結構片段,也可以得到很好的兼容。 總結
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