物質學院黃煥明課題組通過自由基-極性交叉環加成實現取代環胺的合成

ON2024-03-04CATEGORY科研進展

近日,上??萍即髮W物質科學與技術學院黃煥明課題組通過自由基-極性交叉環加成反應(RPCC)實現了β-單取代以及β, β-二取代環狀胺的多組分單步合成。該方法首次使用簡單底物伯磺酰胺在同一反應中同時作為氮自由基前體和親核試劑,發展了RPCC用于雜環化合物的合成新方法,為構建β取代環胺提供了新的逆合成思路。相關成果發表于國際化學領域代表期刊《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition。

環胺是合成化學中的基本組成部分。在美國FDA批準的1894種藥物中,有59%的小分子藥物含有環胺基序,并且哌啶和吡咯烷基序分別排名第1和第5。近年來,隨著光催化氧化還原反應的突破,環狀胺的自由基合成方法取得了長足發展,但通常僅局限于單組分或雙組分反應,通過簡單底物的多組分合成依舊非常困難。傳統方法難以合成β取代的環狀胺,且由于位阻效應,β, β-二取代的環狀胺的合成往往更具有挑戰性。

 

1 環狀胺的常規逆合成思路


哌啶衍生物的常規合成方法包括吡啶的氫化還原、C-N鍵或C-C鍵形成、[4+2]環加成反應等(圖1,左)。吡咯烷衍生物還可通過自由基環化、交叉偶聯反應、[3+2]或[4+1]環加成反應得到(圖1,右)。與之相比,RPCC方法可以從簡單底物一步構建復雜結構,為雜環的高效構建提供了新的逆合成思路。

上??萍即髮W黃煥明課題組致力于發展可見光催化的自由基合成新方法研究。本研究開發了一種自由基-極性交叉環加成新方法,用于在溫和的光氧化還原條件下從伯磺酰胺、未活化的烯烴和活化的烯烴合成環胺,反應有著出色的兼容性(圖2,上)。此外,還可以使用伯磺酰胺、未活化的烯烴和催化量的芳基硫醇來生成β-單取代環胺(圖2,下)。值得一提的是,該工作突破性地首次將伯磺酰胺同時作為氮中心自由基前體和親核試劑。其提出的RPCC合成方法可以成為雜環合成的通用策略,也為伯磺酰胺作為雙功能試劑帶來了進一步發展潛力。

 

2 RPCC策略合成取代環胺

 

上??萍即髮W物質學院黃煥明課題組研究生張瑩為論文的第一作者,黃煥明教授為唯一通訊作者,上??萍即髮W為唯一完成單位。

論文標題:Cyclic Amine Synthesis via Catalytic Radical-Polar Crossover Cycloadditions

論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202401671