铜催化的酰胺与醚类化合物α位C-H/N-H键的交叉脱氢偶联反应

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含氮化合物在天然产物、生理活性药物、有机合成中间体和功能材料中广泛存在,因此高效构建C-N键的方法,一直以来都是化学家所关注的重要课题。近些年来,许多研究者通过过渡金属催化的C-H键活化实现了C-N键的构建,但主要针对于sp2杂化的C-N键,对于sp3杂化的C-N键的构建则研究较少。交叉脱氢偶联(cross dehydrogenative coupling,CDC)是一种高效构建C-C以及C-X键的方法,具有原子经济性和步骤经济性的优点,符合绿色化学的理念。而醚类化合物是一种常见的有机化合物,常被用作有机溶剂,通过醚的α位C-H键与酰胺N-H键发生交叉脱氢偶联反应可以有效构建sp3杂化的C-N键。我们利用8-酰胺基喹啉与醚在铜催化下实现了该反应。最优反应条件为20 mol%的醋酸铜催化剂,20 mol%的4-甲基吡啶配体,2.5当量的过氧叔丁醇氧化剂,65℃反应8 h。反应中喹啉作为导向基团协助N-H键的活化,反应产率高、官能团兼容性好,且可应用于多种醚类化合物。随后,我们进一步发展此类反应,利用吡啶酰胺也实现了醚α位交叉脱氢偶联反应。在吡啶酰胺的导向下,反应具有极高的催化效率,TON和TOF分别高达345和400/h,反应条件温和甚至可以在室温下进行。最优反应条件为5 mol%的醋酸铜催化剂,5 mol%的1,10-菲啰啉配体,3.5当量的过氧叔丁醇氧化剂,室温反应8 h。该反应同样具有高产率和宽泛的底物范围,其产物可以通过一步简单的NaBH4还原脱除吡啶酰基得到氨基醇类化合物,有较好的实际应用价值。
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