碳-氮键的构建离不开这个廉价试剂
142
2025-04-18
含氮化合物在药品、农用化学品及材料领域中占据着至关重要的地位，因此C-N键的构建已成为有机合成化学领域的核心研究方向之一。
针对这一问题，苏黎世联邦理工学院Bill Morandi教授团队在Science期刊上发表了题为“Oxidative amination by nitrogen atom insertion into carbon-carbon double bonds”的最新论文。他们报道了一种直接向非活化碳-碳双键插入氮原子的方法，以获得氮丙二烯（aza-allenium）中间体。该中间体可根据初始烯烃的取代模式进一步转化为腈或脒类化合物。这一操作简便且具有高度官能团兼容性的反应适用于多种非活化烯烃。
市售廉价的高价碘试剂 PIFA（双(三氟乙酰氧基)碘苯） 是该反应的关键。作者的机理假设得到了化学捕获实验的支持，同时该实验也证明了该方法在合成重要的含氮杂环化合物方面的实用性。此外，该方法还可作为合成酰胺、胺以及 ¹⁵N 标记分子的通用策略。
实验首次开发了一种通过氮杂环丙烷生成氮丙二烯中间体，并利用氧化反应实现烯烃直接氧化胺化的方法，成功获得了多种腈类化合物。该方法具有广泛的官能团兼容性，能够在多种端基和内烯烃的基础上高效进行反应，且反应条件简便。
实验通过原位形成 N–LG 氮杂环丙烷，经过开环反应形成瞬时氮丙二烯中间体，并用氨等亲核试剂截获该中间体，成功实现了烯烃的直接氧化胺化。该过程不仅简化了传统的多步合成路线，还展示了优异的收率和区域选择性。
实验发现，1,1-二取代烯烃在该反应条件下经历了独特的氮杂-Beckmann 重排，产生了脒类产物，并保持了优异的立体选择性。这为反应提供了新的合成途径，扩展了该方法的应用范围。
烯烃构建C-N键的工作概述
Bill Morandi教授团队开发了一种氧化胺化反应，其中线性烯烃被裂解为腈类，分支烯烃转化为脒类，涉及氮原子插入非活化烯烃的C(sp2)–C(sp2)键，利用瞬态的氮丙二烯中间体进行合成应用。此反应操作简便，无需排除空气或水分，且与多种官能团兼容。作为关键试剂，市售且廉价的碘氧化剂PIFA在此反应中发挥了重要作用。此外，该方法还可作为合成酰胺和胺类化合物以及(15)N标记分子的一般策略。
前衍可以提供的研究用材料
| 中文名 | 英文名 | CAS号 | 链接 |
| [双(三氟乙酰氧基)碘]苯 | PIFA | 2712-78-9 | 订购 |
| 碘 | Iodine | 7553-56-2 | 订购 |
| 聚氮杂环丙烷 | Polyethyleneimine ethoxylated | 9002-98-6 | 订购 |