（通訊員 吳疆鄂）7月6日，化學(xué)學(xué)院袁偉明課題組在化學(xué)國際知名期刊Angewandte Chemie International Edition（ACIE, 影響因子：12.959）上在線發(fā)表最新研究成果“Selective 1,2-Aryl-aminoalkylation of Alkenes Enabled by Metallaphotoredox Catalysis”，該成果突破了一級烷基自由基難以進(jìn)行烯烴三組分共軛加成、偶聯(lián)串聯(lián)反應(yīng)的瓶頸，為制備一系列具有重要生物活性的α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物骨架提供了高效、簡潔合成路線。文章的第一作者為華中科技大學(xué)一年級博士研究生鄭松林，其中，化學(xué)院大三本科生廖子軒和李尉溶作為論文共同作者參與了該研究工作。華中科技大學(xué)為該論文唯一通訊單位，袁偉明研究員為該論文唯一通訊作者。
α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物是一類重要的結(jié)構(gòu)單元，在一些拮抗劑和藥物中表現(xiàn)出重要的生物活性（圖一）。傳統(tǒng)合成這類化合物的方法一般需要多步反應(yīng)，且要使用一些強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)堿或者活潑的有機(jī)金屬試劑，導(dǎo)致官能團(tuán)兼容性以及原子和步驟經(jīng)濟(jì)性較差。因此，開發(fā)更加簡潔、高效的方法合成此類結(jié)構(gòu)骨架具有重要的研究意義。
圖1：一些含有α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物結(jié)構(gòu)的拮抗劑和藥物
鎳/可見光氧化還原催化的烯烴的1，2-雙碳官能團(tuán)化反應(yīng)近年來得到了快速的關(guān)注（Chem. Sci. 2020, 11, 4051），該反應(yīng)可以避免使用有機(jī)金屬試劑，取而代之的是使用廉價易得、溫和的烷基自由基前體作為碳親核試劑端，同時可見光的介入使得反應(yīng)條件十分溫和，從而提高了該類反應(yīng)的底物普適性、官能團(tuán)兼容性以及原子和步驟經(jīng)濟(jì)性。此外，相比于傳統(tǒng)的過渡金屬催化烯烴的雙碳化反應(yīng)，金屬/可見光組合催化策略通過單電子氧化親核試劑端生成烷基自由基啟動反應(yīng)，從而導(dǎo)致反應(yīng)的區(qū)域選擇性發(fā)生完全翻轉(zhuǎn)。最近，Chu，Nevado，Molander和Aggarwal課題組分別報(bào)道了烯烴與芳基鹵化物和各類烷基自由基前體的三組分交叉偶聯(lián)反應(yīng)。但是，這類反應(yīng)都局限于二級和三級烷基自由基，而一級烷基自由基由于立體位阻小，活性高很容易直接與芳基鹵化物發(fā)生兩組分偶聯(lián)競爭反應(yīng)，從而很難被應(yīng)用于烯烴的共軛加成、偶聯(lián)三組分串聯(lián)反應(yīng)中。
近日，華中科技大學(xué)的袁偉明課題組在鎳/光氧化還原催化下，以α-氨甲基三甲基硅烷為自由基前體成功實(shí)現(xiàn)了一級烷基自由基參與的烯烴1，2-雙碳官能團(tuán)化反應(yīng)。通過采用極性匹配增強(qiáng)效應(yīng)以及形成穩(wěn)定的一級氨基烷基自由基的策略有效抑制了兩組分偶聯(lián)以及Giese類型氫化副反應(yīng)（圖2）。該反應(yīng)條件十分溫和，無需外加任何堿或添加劑等，整個過程呈現(xiàn)氧化還原中性。反應(yīng)具有很好的官能團(tuán)兼容性和化學(xué)選擇性。該方法從廉價易得的原料出發(fā)，只需一步便能高效合成α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物。
圖2：一級烷基自由基參與的烯烴1，2-雙碳官能團(tuán)化反應(yīng)
在該工作中，袁偉明課題組成功實(shí)現(xiàn)了一級烷基自由基參與的烯烴的1，2-雙碳官能團(tuán)化三組分串聯(lián)反應(yīng)，為快速合成高附加值的α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物提供了一種簡潔、高效的合成方法，該方法有望在一些拮抗劑和藥物分子合成中發(fā)揮重要應(yīng)用。
論文信息：
Selective 1, 2-Aryl-aminoalkylation of Alkenes Enabled by Metallaphotoredox Catalysis
Songlin Zheng, Zimin Chen, Yuanyuan Hu, Xiaoxiang Xi, Zixuan Liao, Weirong Li and Weiming Yuan*
Angewandte Chemie International Edition
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202006439
DOI: 10.1002/anie.202006439
