厦门大学眼科研究所(厦门大学眼科研究所刘祖国)




厦门大学眼科研究所,厦门大学眼科研究所刘祖国

导语

酰胺是一类重要的化合物,近年来已经发展了许多方法来选择性还原酰胺。但目前报道较多的方法是选择性切断酰胺的C-O键来构建C-C键,对于选择性切断酰胺的C-N键来构建C-C键的方法的报道还是比较少的。例如,Charette教授课题组、黄培强教授课题组和Maulide教授课题组先后发展了三氟甲磺酸酐活化仲酰胺转化为酮的方法(Nat. Chem.2012, 4, 228−234;Acta Chim. Sinica2012, 70, 1917;Nat. Commun.2019, 10, 2327等),Garg和Houk 教授课题组发展了镍催化酰胺转化为酯的方法(Nature2015, 524, 79)。最近,黄培强教授课题组通过铱催化还原叔酰胺,再与活泼亚甲基化合物缩合反应,成功实现选择性切断酰胺的C-N键来构建C=C键(图1,Org. Lett.2022, DOI: 10.1021/acs.orglett.2c02045)。

图1. 铱催化叔酰胺与活泼亚甲基化合物还原缩合反应(来源:Org. Lett.)

前沿科研成果

铱催化叔酰胺与活泼亚甲基化合物还原缩合反应研究

作者首先以叔酰胺1为原料对反应条件进行了优化,反应在最优条件下以91%的核磁产率得到目标产物。为了考察该合成方法的底物适用范围,作者首先考察了一系列含有不同连接基团的叔酰胺底物(图2)。作者首先对芳环的电子效应以及底物中含有呋喃、噻吩等芳香杂环进行考察,这些底物均能顺利反应。作者也考察了一些脂肪类叔酰胺,反应也能顺利进行。作者还考察了反应的官能团容忍性,发现反应对酯基、氰基、硝基、酮羰基等都有很好的官能团容忍性

图2. 含有不同连接基团的叔酰胺底物范围研究(来源:Org. Lett.)

随后,作者还考察了反应对不同活泼亚甲基化合物的适用性(图3)。结果表明,反应对其它活泼亚甲基化合物也有很好的适用性,并且对于具有两个不同吸电子基团的活泼亚甲基化合物,反应的产物往往是单一的反式构型

图3. 反应的官能团容忍性研究(来源:Org. Lett.)

接着,作者研究了反应的实用性,对反应的产物进行一定的转化,以及对一些药物分子和甾体类底物适用性进行考察(图4)。

图4. 反应的实用性研究(来源:Org. Lett.)

此外,作者还对该反应的机理提出假设并进行一定的验证(图5)。

图5. 反应机理研究(来源:Org. Lett.)

综上,作者发展了铱催化叔酰胺与活泼亚甲基化合物还原缩合反应,得到许多功能化的不含氮产物。该方法的底物适用范围广泛,并且有显著的化学选择性。这一成果近期发表在Org. Lett. 上(Org. Lett.2022, DOI: 10.1021/acs.orglett.2c02045),该论文作者为:Dong-Ping Wu、Wei Ou和 Pei-Qiang Huang。该研究工作得到了国家自然科学基金(21931010)、国家重点研发计划项目(2017YFA0207302)的资金资助

黄培强教授课题组简介

课题组合照(前排左一为黄培强教授,第二排左一为吴东坪)

黄培强教授课题组长期致力于酰胺活化反应研究工作(Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 26604;Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 8827)及复杂天然产物生物碱的全合成研究工作(Nature Commun.2020, 11, 5314)。

黄培强教授简介

黄培强,厦门大学化学化工学院教授,博士生导师,福建省化学生物学重点实验室主任。英国皇家化学会会士(2006),中国化学会会士(2022)。国家杰出青年科学基金(1996)、香港“求是”科技基金会“杰出青年学者奖”(1997)和霍英东基金获得者(1992),入选新世纪百千万人才工程国家级人选(2006)。现为Organic Chemistry Frontiers副主编;European Journal of Organic Chemistry国际顾问编委会委员;Science China-Chem.、Chinese Chem. Lett.、Chinese J. Chem.、《化学学报》、《有机化学》编委。已发表学术论文260余篇;主编和共同主编教材、专著《有机合成》(高等教育出版社,2004),《有机人名反应、试剂与规则》(化工出版社,第一版,2008;第二版,2019),Efficiency in Natural Product Total Synthesis(Wiley,2018)。

关于人物与科研

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