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Angew.Chem.:铁催化硝基芳烃还原型烯丙位C-H键胺化

氧化型烯丙位胺化反应是构建C–N键、合成烯丙胺类化合物的重要策略,然而该类反应传统上依赖贵金属催化剂,限制了其在工业规模合成中的经济性。尽管近年来研究者在直接使用脂肪胺和苯胺方面取得了一定进展,但值得注意的是,苯胺在工业生产中往往需通过硝基芳烃还原获得。

针对这一背景,南方科技大学王健纯课题组近日开发出一种以硝基芳烃为氮源的铁催化还原型烯丙位胺化新方法。该策略不仅摆脱了贵金属的依赖,还凭借温和的反应条件展现出优异的官能团兼容性,例如对易氧化的取代基友好。



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以硝基芳烃直接参与胺化反应一直面临挑战。早在1996年,Cenini团队曾报道利用nitroso-ene反应实现还原型烯丙位C–H胺化。后续有零星报道,但所需条件较为苛刻:高温(>160 °C)、高压一氧化碳(>40 atm)、过量烯烃底物,使得该方法未能广泛推广。

本研究的关键突破在于三氟乙醇(TFE)溶剂的独特作用。在TFE中,铁催化体系可实现硝基芳烃的选择性部分还原,生成亚硝基芳烃中间体,并顺利引发高效的分子间nitroso-ene反应,构建C–N键。

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该策略的优势体现在多个方面:

1. 条件温和,兼容性强:反应可耐受卤代芳基、硼酸酯、硫醚、醛基及易氧化官能团,为构建复杂分子的C–N键提供了一种与Pd化学互补的途径;

2. 绿色经济,应用广泛:反应不使用贵金属,且已成功实现对20余种具有生物活性的分子的修饰;

3. 模块化的双功能化:结合MHAT(金属氢原子转移)策略,可实现三取代脂肪烯烃的区域选择性双官能团引入。

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进一步的实验和密度泛函理论(DFT)计算揭示了TFE在反应中发挥的多重关键作用:一方面,其通过氢键和非共价作用,促进nitroso-ene过程;另一方面,TFE能够稳定亚硝基芳烃中间体,防止其被过度还原。动力学实验证实,反应对烯烃呈一级动力学,对硝基芳烃为零级,且亚硝基芳烃是确立的反应中间体。

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综上所述,该研究不仅提供了一种绿色、高效的C–N键构建新策略,也在反应机制(特别是溶剂效应)上提供了新的理解视角,为开发可持续胺化方法奠定了基础。

文信息

Iron-Catalyzed Reductive Allylic C─H Amination of Olefin with Nitroarenes via Intermolecular Nitroso Ene Reaction

Shaolong Qi, Duren Yin Lingfei Hu, Changqin Huang, Ruyu Xie, Gang Lu, Jianchun Wang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504750




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