正文 脂肪族手性胺是一类广泛存在于药物分子、生物活性分子中的结构片段,发展合成这类结构的方法具有重要价值。相较于Tsuji−Trost反应、烯丙基胺化以及氢胺化反应,钯催化的1,3-二烯的烷胺化反应可以快速构建结构多样的脂肪族手性胺,有独特的优势。但目前二烯的烷胺化反应仅有消旋体的报道,并且底物范围局限在卤代物及其类似物。化学加——科学家创业合伙人,欢迎下载化学加APP关注。 近年来,该课题组致力于烷烃碳氢键的不对称催化转化研究,通过发展原子转移自由基串联反应,实现了烷烃类化合物的立体选择性转化(Nat. Synth. 2024, 3, 507-516; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22031; Nat. Synth. 2022, 1, 946)。最近他们以羟胺衍生物作为双官能团化试剂,实现了光照条件下钯催化1,5-氢迁移触发的1,3-二烯的双官能化反应(Sci. China Chem. 2022, 65, 863)。在此基础上,作者设想通过加入氧化剂替代底物中的羟胺衍生物部分,通过光照条件下钯催化、分子间氢原子转移过程的协同作用,就能够使不同类型的含有C(sp3)−H的化合物直接参与二烯的官能化之中。如下图所示,作者设想通过激发态Pd(0)与氧化剂发生单电子转移生成自由基,随后与烷烃发生氢原子转移产生烷基自由基,之后进行自由基加成,金属-自由基耦合等过程生成π-烯丙基钯中间体,最后胺亲核进攻得到产物。 作者首先以甲苯(1a)、苯基1,3-二烯(2a),N-甲基苄胺(3a)作为模板底物,各种羟胺衍生物作为间接HAT试剂,对反应进行了尝试,但没有得到产物。受到Gevorgyan课题组工作的启发(Science 2022, 378, 1207),作者选取芳基溴作为间接HAT试剂,对反应条件进行了一系列的优化,最终以80%的收率,93%的ee值得到目标产物4a。 对于含有碳(sp3)−氢键的底物,除了带有F、Cl、烷基,甲氧基,三氟甲基等取代基团的甲苯衍生物,环烷烃也能够以中等的收率,优异的选择性得到产物。链状烷烃(如正戊烷)也可以参与反应,但区域选择性较差。作者随后对各类含杂原子的碳氢化合物进行了探索,环醚、链醚、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氢,进而得到产物。 作者随后对胺的底物范围进行了考察。各类链状、环状的仲胺都能参与反应,以90-96% ee得到目标产物。脂肪族的伯胺也能在该反应体系中有很好的结果。虽然芳香族的伯胺、仲胺也能够参与反应,但对映选择性略微下降。手性的氨基醇、氨基酸酯也能够以优异的非对映选择性得到产物。药物片段以及一些天然产物的结构片段,也可以得到很好的兼容。 总结
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