【摘要】：C-N鍵普遍存在于藥物和有機功能分子中,傳統(tǒng)構(gòu)建C-N鍵的方法包括Goldberg反應(yīng)、Buchwald-Hartwig偶聯(lián)、Chan-Lam偶聯(lián)和C-H鍵活化胺化.雖然這些方法都可以高效構(gòu)建C-N鍵,但它們需要使用官能化的芳基底物、官能化的胺化試劑或在氧化條件下進行.理想的胺化反應(yīng)應(yīng)在氧化還原中性條件下進行,更為理想的則是在引入氨基的同時引入另外一個官能團.實現(xiàn)這個目標最直接的策略就是使用氮雜環(huán),通過N-E(E=N或O)鍵的斷裂,N原子和E原子可同時被引入.最近我們課題組利用氨茴內(nèi)酐和氮雜苯并降冰片烯的C-H鍵活化反應(yīng)成功實現(xiàn)了這種雙官能團化.盡管該法很有吸引力,但是要通過氮雜環(huán)的斷裂實現(xiàn)雙官能團化,需要發(fā)生非張力環(huán)的開環(huán),這在熱力學(xué)上是非常不利的.苯并呋咱-1-氧化物可以開環(huán)得到鄰二硝基苯中間體.基于對胺化反應(yīng)的興趣,我們推測苯并呋咱1-氧化物可以作為一個胺化試劑實現(xiàn)苯硼酸的胺化.盡管亞硝基苯對芳基硼酸進行簡單的胺化已經(jīng)被報道,但需要化學(xué)計量的銅鹽,或是引入還原劑.因此本文報道銅催化的苯硼酸的胺化反應(yīng),該反應(yīng)以苯并呋咱1-氧化物為胺化試劑,在溫和及氧化還原中性條件下成功實現(xiàn)了雙官能團化.本文共完成了31個不同官能團取代的硝基苯胺骨架結(jié)構(gòu)的合成,反應(yīng)均以中等到良好的收率得到目標產(chǎn)物,最高收率可達99%.為了增加反應(yīng)的實用性,我們還進行了放大實驗,實驗表明,當苯并呋咱-1-氧化物的量由0.2 mmol放大至4 mmol時,反應(yīng)仍能以較高的收率得到目標產(chǎn)物.此外,目標產(chǎn)物通過進一步的衍生化反應(yīng)還可方便地轉(zhuǎn)化為其他雜環(huán)類化合物.例如,在PPh_3作用下,通過還原環(huán)化作用可生成吩嗪.在鈀催化下可發(fā)生分子內(nèi)碳氫鍵氧化反應(yīng)得到咔唑類化合物.通過還原及重氮化反應(yīng)還可方便地轉(zhuǎn)化為苯并三唑.總之,我們以苯并呋咱-1-氧化物為胺化試劑,在銅催化下成功實現(xiàn)了苯硼酸的胺化反應(yīng),合成了一系列雙官能團化產(chǎn)物.該催化體系反應(yīng)條件溫和,底物適用范圍廣,對各種官能團具有很好的兼容性.
[Abstract]:C-N bonds are commonly found in drugs and organic functional molecules. The traditional methods for the construction of C-N bonds include Goldberg reaction, Buchwald-Hartwig coupling, Chan-Lam coupling and activated amination of C-H bonds. Although these methods can efficiently construct C-N bonds, they require the use of functionalized aryl substrates, functionalized amination reagents or oxidation conditions. The ideal amination reaction should be carried out under the redox neutral condition, and the more ideal is the introduction of another functional group at the same time as the introduction of amino groups. The most direct strategy to achieve this goal is the use of nitrogen heterocycles, which can be introduced simultaneously through the breaking N and E atoms of N-E (EN or O) bonds. Recently, this bifunctional group was successfully realized by C-H bond activation of aniline and azobenzene. Although the method is very attractive, it is difficult to realize the bifunctional group formation by breaking the nitrogen heterocyclic ring, which is very disadvantageous in thermodynamics. Benzofurazan-1-oxide can open the ring to obtain the intermediate of o-dinitrobenzene. Based on the interest in amination, we speculate that benzofurazan 1-oxide can be used as an amination reagent for the amination of phenylboric acid. Although the simple amination of nitrobenzene for aryl boric acid has been reported, stoichiometric copper salts or reductants are required. In this paper, the copper-catalyzed amination of phenylboric acid was reported. The difunctional group reaction was successfully achieved under mild and redox neutral conditions using benzofurazan 1-oxide as the amination reagent. In this paper, 31 different functional groups substituted nitrophenylamine skeleton structure were synthesized. The target product was obtained in medium to good yield, and the highest yield was up to 99%. In order to increase the practicability of the reaction, an amplification experiment was carried out. It was shown that when the amount of benzofurazan-1-oxide was amplified from 0.2 mmol to 4 mmol, the target product could still be obtained in high yield. In addition, the target product can be easily transformed into other heterocyclic compounds by further derivatization. For example, phenazine can be produced by reducing cyclization under the action of PPh_3. Under the catalysis of palladium, carbazole compounds can be synthesized by intramolecular hydrocarbon bond oxidation. Through reduction and diazotization, it can also be easily converted to benzotriazole. In conclusion, benzofurazan-1-oxide was used as an amination reagent, and a series of difunctional group products were synthesized by copper-catalyzed amination of phenylboric acid. The reaction conditions of the catalytic system are mild, and the substrate has a wide range of application, and it has good compatibility with various functional groups.
【作者單位】： 河南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院河南省精細化工綠色生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心河南省有機功能分子和藥物創(chuàng)新重點實驗室;中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21525208 and 21472186) Research Fund from Henan Normal University(5101034011009)~~
【分類號】：O621.251

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本文編號：2202305