EurJOC:无金属参与的、可见光诱导的非天然α-氨基酸衍生物合成

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非天然α-氨基酸衍生物作为一种有效的合成砌块,在构建生物活性有机分子和天然产物方面具有重要的应用价值。甘氨酸衍生物α-C-H键交叉偶联反应是一种实现非天然α-氨基酸衍生物合成的有效策略。目前,已有在氧化剂存在下,使用铜、钴催化剂的报导。近年来,随着可见光催化合成反应的发展,Ru(bpy)3(PF6)2、 fac-Ir(ppy)3 等光催化剂也已成功地用于此反应。在上述这些反应中,无一例外都需要过渡金属催化剂的帮助,由此也带来了较高的成本和潜在的安全风险。因此,使用廉价、低毒的非金属光催化剂,实现可见光促进的、甘氨酸衍生物α-C-H键交叉偶联反应,无疑具有重要的合成意义。

最近,南京航空航天大学的姚小泉课题组,以Eosin Y为光催化剂、TBHP为氧化剂,在蓝光诱导下,实现了甘氨酸衍生物和醚的偶联反应。该反应实现了在无金属条件下、多种α-醚化甘氨酸衍生物的高效合成。多种醚及甘氨酸衍生物都能很好地用于此反应。

在优化的条件下,环状的和链状的醚均表现出良好的反应活性。一系列α-氨基酸酯以及酰胺都以良好的产率实现了与四氢呋喃的偶联。该方法与许多取代的N-苯基甘氨酸乙酯兼容,可以耐受苯环对位上和间位上的多种取代基,如F,Cl等。一系列α-氨基酮化合物,也能以较好的收率得到偶联产物。

此外,当甘氨酸酯中的酯基被氰基或噻吩取代时,也能够顺利获得相应的α-C-H键醚化产物。

最后,经过一系列控制实验,证明反应可能经历双重光催化过程:在蓝光照射下,Eosin Y催化TBHP分解,并促进形成了中间体D,D与另一分子TBHP作用获得中间体E,E需再经历一次光催化过程,与THF反应获得最终产物。


作者利用Eosin Y作为光催化剂,在无金属条件下实现了甘氨酸衍生物的α-C-H键醚化反应。该方法为非天然α-氨基酸衍生物合成,特别是α-醚化甘氨酸衍生物的合成,提供了一种经济、无金属且温和的替代方法。

论文信息:

Visible-Light-Induced Oxidative α-Alkylation of Glycine Derivatives with Ethers under Metal-free Conditions

Yang Song, Hao Zhang, Jiabao Guo, Yifei Shao, Yuzhou Ding, Li Zhu, Xiaoquan Yao


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202101242


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