新方法可快速制备β-胺基基酮类化合物

  “太阳光一照,三元环结构能够实现选择性开环,以及后续的官能化反应。此外,以简单烯烃为起始原料,通过连续环丙烷化-胺氧化,就能够实现β-胺基酮类化合物的快速制备,而且该反应可以顺利放大到克级规模。”葛亮说。日前, 冯超教授课题组与宾夕法尼亚大学Patrick J. Walsh教授课题组合作发展了一种基于芳基自由基正离子活化和亲核试剂进攻协助的非活化芳基环丙烷的选择性开环胺氧化反应新策略,这一成果发表于国际权威期刊《自然》子刊上。

  据悉,南京工业大学冯超教授课题组报道了可见光光氧化还原催化的芳基环丙烷的开环胺氧化反应,为β-胺基酮类化合物的构建提供了一种新策略。

  “在可见光照射下,芳基环丙烷经激发态光催化剂的单电子氧化可生成芳基自由基正离子中间体,进而活化环丙烷骨架,然后该中间体在亲核试剂进攻下能够实现选择性开环及后续的官能化反应。”论文第一作者、南京工业大学博士研究生葛亮说。该策略的特点在于:1)通过原位形成的芳基自由基正离子活化惰性环丙烷;2)氧气在反应中扮演双重角色,既充当氧化剂使光催化剂再生,又作为反应底物氧化苄基自由基;3)反应生成的β-胺基酮类化合物不仅是很多天然产物的核心结构,而且还是有机化学中的重要合成砌块;4)此外,作者还发展了一种以简单烯烃为起始原料,通过连续环丙烷化-胺氧化快速构建β-胺基酮类化合物。

  葛亮介绍,环丙烷作为一类重要的有机结构单元广泛存在于天然产物以及各种药物活性分子中,同时,三元环结构较大的张力使得此类化合物可以经开环官能反应制备结构多样的有机骨架,这也使得环丙烷类化合物成为现代有机化学中重要的合成砌块。但是以往环丙烷类化合物的开环策略往往受限于底物的适用范围或者需要特殊的导向基团等,从而限制了这些策略在有机合成中的实际应用。

  冯超教授课题组的三元环结构开环新策略,利用简单易得的芳基烯烃为起始原料,并采用一锅法,连续合成芳基环丙烷,再进行开环胺氧化反应,实现了β-胺基基酮类化合物的快速合成,并且在克级规模反应的尝试中取得不错的结果。鉴于该反应底物范围广、实用性强,因此其有望在新药先导化合物的发现中得到更多应用。


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