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硅受阻Lewis酸碱对催化酰胺和酯的α-氘化反应

发布时间:2026-03-24  栏目类别:特色文章

氘代化合物在药物研发(作为内标、代谢物示踪以及药物本身)、机理研究和材料科学领域扮演着至关重要的角色,其中氢同位素交换(HIE)是最直接、高效的氘代合成策略之一。然而,要想实现未活化酰胺和酯的α-位选择性氘代却并非易事,这主要有以下两方面原因:1)酰胺和酯的α-质子酸性极弱,远低于醛、酮、氨基酸等易烯醇化的羰基化合物,传统的强碱条件虽能实现氘代,但是反应条件苛刻、官能团兼容性差;2)化学选择性难以控制。已报道的过渡金属催化HIE方法多针对芳香族C-H键而非脂肪族C-H键,而现有的报道局限于杂原子附近的C-H键氘代。尽管化学家们已发展出多种方法用于酰胺和酯的α-氘化反应,但如何建立一种普适、温和且高效的催化策略,以实现未活化酰胺和酯的α-氘化,仍是一项有待解决的难题。

近日,日本九州大学的T. Ohshima教授利用硅Lewis/Brønsted碱协同催化剂作为受阻Lewis酸碱对(FLP)催化氢同位素交换,在温和条件下高选择性地实现了酰胺和酯的α-氘化反应,从而制备了一系列具有多种官能团且氘化率高的氘化酰胺和酯。

作者提出了可能的催化循环:首先,酰胺或酯I在硅Lewis酸和BrønstedDABCO的协同作用下发生烯醇化并生成硅烯醇盐IITfOH盐。与此同时,TIPSOTf/DABCO体系还会生成由乙腈-d3衍生的烯醇盐IV,并伴随生成TfOD盐。随后,硅烯醇盐II会被由乙腈-d3 III生成的TfOD氘化,从而生成氘代产物V

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Reference: Koga, Y.; Fukumoto, I.; Masui, K.; Tanaka, T.; Naganawa, Y.; Hayashi, M.; Ohshima, T.; Yazaki, R. Silicon frustrated Lewis pairs catalyse α-deuteration of amides and esters.Nat. Catal., 2025, 8, 1062 (推荐人:赵宝乾,检查人:左昕)

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