芳香胺是一种重要的化工原料，在药物、农用化学品和有机材料等领域具有广泛的应用。合成芳香胺比较常用的方法是芳基卤与胺的催化交叉偶联（Buchwald-Hartwig胺化）。另外，苯酚可通过转化成相应的三氟甲磺酸酯而胺化，这种方法通过活化芳基C-O键与催化剂发生氧化加成，会产生化学计量的氟化废物（Figure 1a）。虽然通过使用非氟化活化基团，例如对甲苯磺酸酯、甲磺酸酯、羧酸酯、氨基甲酸酯等已经部分地解决了该问题，但仍无法避免使用活化基团。

近日，日本大阪大学和北海道大学的研究人员报道了通过镍催化芳基氨基甲酸酯的脱羧胺化制备芳香胺的方法，反应唯一的副产物是二氧化碳。此外，胺化反应在中性条件下进行而不使用游离胺，这增加了官能团的相容性。固定在聚苯乙烯载体（PS-DPPBz）上的双膦配体是该反应成功的关键，产生的催化物质比简单的非载体变体更活跃。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.上（DOI: 10.1021/jacs.9b02751）。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

有文献表明，具有强σ-供体配体的Ni(0)配合物可以催化普通钯催化剂不能催化的苯酚衍生物的各种交叉偶联反应。因此，作者推测，芳基氨基甲酸酯的C（芳基）-O键可能在氧化加成后发生脱羧，通过还原消除形成C-N键（Figure 1b）。为了检验这种假设的可行性，作者考察了在镍催化剂和一系列σ-供体配体存在下，氨基甲酸酯1a的脱羧胺化反应（Figure 2）。配体筛选实验结果表明，聚合物负载的膦配体PS-DPPBz（3g）具有优异的催化活性，产物产率高达94％。配体3g可以从商业试剂中分两步容易地合成。催化剂可以再循环两次而不会显著降低2a的产率（第二次运行：96％；第三次运行：89％）。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

接下来，作者使用Ni(0)/3g催化剂体系研究了芳基氨基甲酸酯的这种脱羧反应的范围（Figure 3）。含有多种官能团的芳基氨基甲酸酯，包括醚（1c）、氟化取代基（1d和1e）、羰基（1f-1i，1p-1z）、硼酸酯（1k）和杂芳烃（1l-1n），在反应中成功耐受。值得注意的是，可以与游离胺反应的甲酰基（1g，1h，1p-1z）也兼容。这些结果突出了脱羧方法合成甲酰基取代的苯胺衍生物的优势。这种脱羧胺化还允许引入一系列氨基，包括吡咯烷（2s）、哌啶（2q、2r和2u）、哌嗪（2t）和1,4-二氮杂环庚烷（2v）环系的芳香胺。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

作者通过一系列对照实验对反应的机理进行了研究（Figure 4）。作者通过比较反应的速率常数（k_obs）来检查取代基效应。结果表明，氨基甲酸芳基酯C（芳基）-O键的氧化加成是反应的限速步骤，而不是CO₂挤出或还原消除。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

通过该方法可将酚、吡啶和有机金属亲核试剂三组分组装获得各种N-芳基哌啶（Figure 5）。在该合成方案中，酚部分既可以用作吡啶环的活化基团，也可以用作芳基化试剂。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

结语：日本大阪大学和北海道大学的研究人员报道了镍催化芳基氨基甲酸酯的脱羧反应，为芳香胺的合成提供了新的方法，反应具有广泛的官能团相容性。