制备γ官能化的酰胺是有机合成中的一个重要课题。利用C(sp3)-H键官能化反应能够以简单的起始原料合成γ官能化酰胺,然而,C(sp3)-H键的化学惰性严重限制了其应用。近来,研究人员发现酶可以高效的破坏C(sp3)-H键,利用金属配合物模拟酶的反应活性,为C(sp3)-H键官能提供了新的途径。
基于此,Li课题组实现了仿生铁氮宾介导的二恶唑酮底物与亲核试剂反应生成γ-C(sp3)-H官能化酰胺的反应。该反应不需要外部氧化剂,可以兼容多种亲核试剂,包括易于处理的固体叠氮化钠、氧亲核试剂(醇和羧酸)和各种碳亲核试剂。此外,该催化体系具有高鲁棒性,表明了其在有机合成和药物开发中具有很高的应用价值。
作者通过机理实验,提出如下可能的反应机理:底物在铁催化下首先发生脱二氧化碳反应产生铁氮宾配合物I,接着该配合物通过1,5-HAT过程攫取氢原子产生双自由基II。随后双自由基II转化为双自由基共振结构III,该结构随后转化为二氢呋喃胺IV。最后,在质子的作用下,亲核试剂进攻二氢呋喃胺IV生成所需的γ官能化酰胺。
Reference: Wan, Y.; Ramírez, E.; Ford, A.; Bustamante, V.; Li, G. Fe-Catalyzed C(sp3)-H Diversification toward γ‑Functionalized Amides via Iron Nitrenoid: Mechanistic Insights and Applications. ACS Catal. 2023, 13, 14023.(推荐人:薛凯,检查人:陈简)