PIII/PV=O催化的分子间N-N键形成:硝基芳烃与苯胺的交叉选择性还原偶联

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联氨及含N−N键的衍生物在天然产物和药物中具有重要价值。尽管N-N键是一个潜在的合成位点,特别是在医药领域,但其很少被用作反合成而断裂。在某种程度上反映了分子间N-N键形成的难度。化学计量方法采用预官能化的N试剂,其稳定性和结构变化本质上被氮原子的高电负性所包围。此外,在催化分子间N - N键形成方面也取得了一些显著的进展,尽管这种弱的非极性键的合成存在固有的挑战。过渡金属催化的硝基转化已用于叔胺的亚胺化N-烷基苯胺的等价物酰氮烯N- H插入,特别是通过分解特定的硝基烯供体,如亚氨基碘烷和1,4,2-二恶唑-5-酮。其中铜,铁催化以及电化学二芳基胺,咔唑等未功能化前体用于分子间氧化N-N键偶联,但选择性依赖于底物范围。

硝基芳烃作为直接胺化试剂的使用越来越多,已有工作确定了在有机PIII/PV=O催化下对硝基芳烃进行还原N官能团化的可行性。最近,麻省理工化学系Alexander T. Radosevich教授报道了通过硝基芳烃和苯胺的还原N - N偶联合成不对称肼的方法。该方法由PIII/PV=O催化氧化还原偶联实现模块化选择性N−N交叉偶联策略,可实现各种N−N键的还原转换。


在经过简单的条件优化以后,作者对底物的普适性进行了考察,从图中可以看出,该反应具有很好的底物普适性以及官能团耐受性,不同结构以及含不同官能团的硝基芳烃均可耐受。一级,二级芳胺均可以得到相应的产物。通过该方法,作者合成了TPRV1 受体拮抗剂,表明了该方法的实用性。


接下来,作者通过机理验证给出相应的机理,在第一催化阶段,硝基芳烃底物被PIII磷烷1脱氧,通过Int-1进行[3+1]/retro-[2+2]得到亚硝基芳烃中间体(Int-2)。亚硝基芳烃Int-2通过脱水缩合生成偶氮芳烃Int-3由此释放的当量水对第二个催化还原至关重要,偶氮芳烃Int-3在羧酸存被1还原得到Int-4,其水解得到所需的肼产物和氧化膦1·[O]氢硅烷介导PV=O催化剂1·[O]的还原再生PIII (1)


综上所述,作者开发了一种新的、可靠的有机磷催化方法,通过PIII/PV=O氧化还原分子间N−N交叉选择偶联,利用容易获得的底物构建有价值的不对称肼产物。尽管N - N键在还原条件下具有潜在的不稳定性,该催化还原体系具有很好的化学选择性以及优异的官能团耐受性。这种方法成功的关键是PIII/PV=O氧化还原对的多功能性,以实现各种还原转化。由于硝基芳烃和苯胺的容易获,该方法用于制备高度功能化的肼和相关含N - N的衍生物,在药物化学和其他应用中具有潜在的应用价值。

PIII/PV =O-Catalyzed Intermolecular N−N BondFormation: CrossSelective Reductive Coupling of Nitroarenes and Anilines

J. Am. Chem. Soc2021143, 14464−14469


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