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上海交通大学张万斌团队报道了一例Pd/Cu/I-/O2协同作用的共轭二烯区域、位点和立体选择性氮杂环丙烷化反应。反应以NH2Ts为氮源、O2为末端氧化剂,构建了一系列乙烯基氮杂环丙烷化合物。 乙烯基氮杂环丙烷是合成化学中一类非常重要的合成砌块,其广泛应用于构建多种含氮化合物,尤其是含氮杂环化合物(比如氮杂环丁烷、吡咯烷、哌啶、氮杂环庚烷等)。
图1 氮烯转移至共轭二烯双键上构建乙烯基氮杂环丙烷 常见的合成方法有含氮衍生物的分子内环化、将氮源引入至共轭二烯的双键上以及将碳源引入至亚胺分子的碳-氮双键上。金属催化的氮烯转移至共轭二烯的双键上是一种直接高效的方法。但是该方法中涉及的金属氮烯物种具有高活性和多样性 (单线态或三线态),因此反应中面临着位点选择性和立体选择性的挑战 (图1)。 图2 反应策略 近年来,过渡金属催化共轭二烯的氧化双官能化发展迅速,通常通过形成π-烯丙基金属物种进行。基于此,张万斌团队提出利用钯/氧体系在共轭二烯的一个双键上连续构建两个碳氮键,可能是高位点和高立体选择性地合成乙烯基氮杂环丙烷的理想方法 (图2, 上)。但这一方法的主要难点在于反应区域选择性的控制(1,2-双官能化),因为共轭二烯的1,4-双官能化形成的五元环化合物热力学上更稳定。考虑到含烯基的1,4-氨基卤化物可以转化为乙烯基氮杂环丙烷 (尽管相关的报道产率较低),作者认为可以先将π-烯丙基钯转化为1,4-氨基卤化物,然后通过SN2'分子内取代反应得到乙烯基氮杂环丙烷 (图2, 下)。 图3 共轭二烯的氧化氮杂环丙烷化反应 近期,上海交通大学张万斌团队基于前期在钯催化的烯烃氧化官能化领域的研究,实现了以NH2Ts为氮源、O2为末端氧化剂,Pd/Cu/I-/O2协同作用的共轭二烯区域、位点和立体选择性氮杂环丙烷化反应。机理研究表明,由钯和共轭二烯形成的π-烯丙基钯物种在碘离子和铜离子作用下发生碘化过程,形成烯丙基碘中间体,该中间体再通过分子内SN2'取代反应得到目标产物 (图3)。作者认为该反应中烯丙基钯的碘化过程在烯丙基化学中是一个有意义的发现,这为制备高活性的烯丙基化合物提供了新思路。 论文信息 Regio-, Site- and Stereo-Selective Aziridination of Conjugated Dienes Enabled by Palladium/Copper/Iodide/Oxygen Cooperation Jingjie Meng, Junwei Wang, Jingang Zhang, Zehua Yang, Zhengxing Wu, Wanbin Zhang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202403298
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