γ-羟基胺不仅是药物和天然产物中常见的基序,而且也是有机合成的通用构建砌块。通过钯催化从丰富的胺原料中选择性氧化γ-C−H键是合成和药物化学中的一种有价值的转化。尽管过去的十年里在这个课题上取得了进展,但仍有两个限制:除了空间上受阻的α-三级胺,脂肪族胺的活化需要一个外源性引导基团。目前尚未开发出来一种使用绿色氧化剂的实用催化体系,如氧或过氧化氢水溶液。
近日,Yu课题组报道了一种配体调控的选择性γ-C(sp3 )−H羟基化反应,使用过氧化氢水溶液(7.5−10%,w/w),通过羧基吡啶酮配体,一系列伯胺、哌啶和吗啉在γ位以良好的单选择性实现羟基化。该方法为合成多种胺提供了一条途径,包括γ-氨基醇、β-氨基酸和氮(杂)环丁烷。反应中手性的保留允许从丰富的手性胺池开始快速获得手性胺。
作者通过机理实验,提出如下可能的反应机理: 羧基吡啶酮配体与钯催化剂配位生成了活性催化剂。在配体实现的通过协同金属去质子化(CMD)机理断裂C−H后,过氧化氢对Pd(II)的氧化加成形成了高价的Pd(IV)物种。随后,Pd(IV)物种经历还原消除或SN2型反应,形成酰基化中间体5,随后进行乙酰基迁移,生成氨基醇产物。
Reference: Li, Z.; Yu, J.-Q.* Ligand-Enabled γ‑C(sp3 )−H Hydroxylation of Free Amines with Aqueous Hydrogen Peroxide. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 25948−25953
(推荐人:李娜,检查人:谢庆贤)