9月22号《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)在线刊发了化学与化工学院袁伟明研究团队在可见光/镍协同催化烯烃的α-选择性氢氨烷基化领域的最近研究成果“Remote and Proximal Hydroaminoalkylation of Alkenes Enabled by Photoredox/Nickel Dual Catalysis”。博士生郑松林为论文第一作者,袁伟明研究员为论文的唯一通讯作者,我校为唯一通讯单位。
烷基胺广泛存在于天然产物和药物分子中,是一类非常重要的结构单元。因此,发展高效构建烷基胺的方法具有重要研究价值。其中,催化烯烃的氢氨烷基化(Alkene hydroaminoalkylation)是构建烷基胺骨架最直接和高效的方法之一,其原子和步骤经济性很高,同时也是实现烯烃增值化转化的有效途径。过渡金属催化两电子转移过程的烯烃的氢氨烷基化反应由于涉及到N邻位惰性C-H键活化断裂,因此反应条件较为苛刻(高温),官能团兼容性差,底物普适性有待提高。与两电子转移过程相比,通过氨烷基自由基对烯烃进行Giese加成实现氢氨烷基化具有条件温和、官能团兼容性好等优势。然而,由于α-氨烷基自由基具有较强亲核性,受极性匹配因素影响,烯烃底物范围大大局限在缺电子烯烃如丙烯酸酯类型底物;且α-氨烷基自由基通常都是加成在缺电子烯烃的β位(β-选择性),只能获得线性烷基胺。因此,发展新的策略实现α-选择性合成支链烷基胺,且拓展烯烃底物范围到非活化烯烃是亟待解决的问题。
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袁伟明课题组一直致力于可见光/镍协同催化自由基偶联反应研究(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 17910; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202114731),近日,该课题组又报道了通过可见光/镍氢协同催化策略实现了烯烃的氢氨烷基化反应,获得了优异的α-选择性(图一),该方法与传统Giese加成反应只能获得β-选择性形成优势互补。并且借助NiH“链行走”机制还可以实现远端非活化烯烃的迁移氢氨烷基化。该反应对于烯烃和胺都具有广谱的底物普适性,一系列活化、非活化的末端烯烃和多取代大位阻内烯烃都能反应,且官能团兼容性很好,为结构新颖的非天然β-氨基酸骨架构建提供了高效合成方法。该成果于近期发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2022, doi.org/10.1021/jacs.2c08039)。
论文信息:
Remote and Proximal Hydroaminoalkylation of Alkenes Enabled by Photoredox/Nickel Dual Catalysis
Songlin Zheng, Wenlong Wang, Weiming Yuan*
J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.2c08039
文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c08039