(圖片來源:J. Am. Chem. Soc.)
正文
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首先,作者以4-溴苯甲醚1a與嗎啉2a作為模型底物,進(jìn)行了相關(guān)偶聯(lián)反應(yīng)條件的篩選(Figure 2A)。當(dāng)以CuI(5 mol %)作為催化劑,L8(10 mol %)作為配體,NaOTMS(1.25 equiv)作為堿,在DMSO溶劑中24 oC反應(yīng)16 h,可以99%的收率得到N-芳基胺產(chǎn)物3a。同時(shí),在1a與2a的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)體系中加入不同的五元雜芳烴添加劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,衍生自L8的催化劑阻止了由配位誘導(dǎo)配體置換引起的失活,并且五元雜芳基溴化物可能在50 oC進(jìn)行反應(yīng)(Figure 2B)。
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在獲得上述最佳反應(yīng)條件后,作者對底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展(Scheme 1)。首先,含有酰胺(1a和1e)、可烯醇化酮(1b和1d)、叔丁基酯(1g)和羧酸(1h)取代的芳烴,均可與一級或二級胺偶聯(lián),可以良好至優(yōu)異的產(chǎn)率得到相應(yīng)的產(chǎn)物。堿敏感胺,也以良好至優(yōu)異的產(chǎn)率得到相應(yīng)的N-芳基胺1c和1f。三種α-三級胺,也是合適的底物,可以中等至良好的產(chǎn)率得到相應(yīng)的產(chǎn)物1i、1j和1t。其次,一系列五元雜芳基鹵化物和苯稠合雜芳烴,均可順利進(jìn)行反應(yīng),可以良好至優(yōu)異的產(chǎn)率得到相應(yīng)的產(chǎn)物1k-1t。此外,該策略還可用于一些藥物和天然產(chǎn)物的后期衍生化,可以良好至優(yōu)異的產(chǎn)率得到相應(yīng)的產(chǎn)物1u-1x。雖然R3Si-基保護(hù)基在反應(yīng)條件下是不穩(wěn)定的,但THP-保護(hù)的苯酚可以良好的產(chǎn)率進(jìn)行胺化(1y)。除了N-雜環(huán)烷基化(1z)外,SEM基團(tuán)的N-保護(hù)也具有良好的產(chǎn)率(1aa)。N-Boc和N-甲苯磺?;诜磻?yīng)條件下是不穩(wěn)定的,導(dǎo)致脫保護(hù)和催化劑抑制。由于分解,含醛的芳基溴化物與胺化方案不相容。然而,使用溴化二乙縮醛進(jìn)行C?N偶聯(lián),然后用2M HCl原位脫保護(hù),可以兩步優(yōu)異的產(chǎn)率得到含醛的N-芳基胺產(chǎn)物1ab。
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其次,作者進(jìn)一步對親核試劑的底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展(Scheme 2)。研究結(jié)果表明,一系列苯胺衍生物與二苯甲酮亞胺,均可順利進(jìn)行反應(yīng),獲得相應(yīng)的產(chǎn)物2a-2f,收率為74-93%。
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緊接著,作者對衍生自L8的催化劑的穩(wěn)定性以及反應(yīng)的實(shí)用性進(jìn)行了研究(Figure 3)。研究結(jié)果表明,衍生自L8的銅催化劑在整個(gè)反應(yīng)過程中是非常穩(wěn)定的,并且可以使用較低的催化劑負(fù)載量。
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最后,作者提出了合理C-N和C-O偶聯(lián)的催化循環(huán)過程(Figure 4A與Figure 4B)。其中,C?N鍵形成的一般機(jī)理涉及去質(zhì)子化前胺和銅的配位(Figure 4A),而C?O鍵形成的一般機(jī)理不涉及銅輔助的醇去質(zhì)子化(Figure 4B)?;谏鲜龅臋C(jī)理,作者發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用不同的堿時(shí),可進(jìn)行化學(xué)選擇性N-和O-芳基化反應(yīng)(Figure 4C)。研究結(jié)果表明,當(dāng)氨基醇具有一級醇和位阻大的胺或苯胺基團(tuán)時(shí),使用NaOt-Bu作為堿時(shí),僅進(jìn)行C?O偶聯(lián)反應(yīng),獲得相應(yīng)的產(chǎn)物4a、4c、4e、4g、4m和4n,收率為77-96%。當(dāng)使用NaOTMS作為堿時(shí),無論氨基醇的結(jié)構(gòu)如何,僅能進(jìn)行C?N偶聯(lián)反應(yīng),獲得相應(yīng)的產(chǎn)物4b、4d、4f、4h-4m和4o,收率為70-96%。(Figure 4D)。
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總結(jié)
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