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N-芳基甲酰胺具有好的生物活性,也是一种有用的合成中间体,在合成化学领域具有重要地位。N-芳基甲酰胺的传统合成方法是胺类和N‑甲酰化试剂的偶联,其他类型的合成实例报道较少。N,N-二烷基芳胺易于在化学计量或催化量的氧化剂条件下发生N-脱甲基生成N-烷基苯胺,也易于在金属/氧气或过氧化物条件下发生N-甲基氧化生成N-烷基-N-芳基甲酰胺(图1 a,b,c)。在此基础上,近日,宁夏大学杨金会和李典军课题组发展了在Cu/TEMPO/O2条件下,N,N-二烷基芳胺经连续的N-脱甲基和N-甲基氧化过程,合成了N-芳基甲酰胺(图1 d)。
图1 N,N-二甲基芳胺的N-甲基氧化和N-去甲基化反应。(图片来源:Eur. J. Org. Chem.) 他们首先选用醋酸铜和TEMPO反应体系,以N,N-二甲基苯胺1a为模板底物进行条件筛选,在考察了一系列反应条件后,发现10 mol% Cu(OAc)2和3 equiv. TEMPO在氧气条件下能促进N,N-二甲基苯胺以较满意收率生成N-苯基甲酰胺。 在最佳反应条件下,他们对底物的适用性进行了考察,发现该反应具有非常好的官能团兼容性。如图2所示,当N-苯基的对位连有取代基时,无论是给电子基团(2b-2f)还是吸电子基团(2j-2k),都可以中等至较好的产率得到目标产物,个别底物因取代基吸电子能力较强而使产率较低;间位取代的N,N-二甲基苯胺也可以得到较理想的产物(2l-2m),由于位阻效应和取代基具有吸电子效应,邻位取代N,N-二甲基苯胺的反应收率较低(2n-2p)。多取代的N,N-二甲基苯胺和N,N-二甲基杂环芳香化合物也可以较满意的收率得到目标分子。当选用N-甲基N-烷基苯胺做底物时,预期中的N-脱烷基/N-甲级氧化反应发生,只是产率不甚理想(图2)。 图2 N,N-二甲基芳胺的普适性研究。(图片来源:Eur. J. Org. Chem.) 选用N-甲基苯胺进行反应时,该体系也可以发生二级胺的N-甲基氧化反应而得到相应的N-芳基甲酰胺产物,产率皆为中等或较好(图3)。二甲胺反应得到目标分子,说明N,N-二芳基苯胺反应时,首先发生N-脱甲基反应,进而发生N-甲基氧化得到N-芳基甲酰胺。 图3 N-甲基芳胺的适用性拓展。(图片来源:Eur. J. Org. Chem.) 杨金会和李典军课题组发展了较为温和的Cu/TEMPO 反应体系,在氧气条件下,该体系可以促进N,N-二烷基芳胺经连续的N-去甲基/N-甲基氧化得到N-芳基甲酰胺产物,也可促进N-甲基芳胺发生N-甲基氧化得到N-芳基甲酰胺产物,为N-芳基甲酰胺产物的合成提供了一条可供选择的新方法。 论文信息: Copper-Catalyzed Cascade N-Dealkylation/N-Methyl Oxidation of Aromatic Amines Using TEMPO and Oxygen as Oxidants Shihaozhi Wang, Jiale Yang, Dianjun Li, Jinhui Yang European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202101178
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