NUS吴杰/许民瑜课题组Angew：Ir/Fe共催化三组分烯烃的芳基杂原子化

▲ 第一作者：  张为钢   

共同通讯作者：  吴杰教授 & Prof. Ming Joo Koh

通讯单位：   新加坡国立大学   

论文DOI： 10.1002/anie.202310978  

近日，新加坡国立大学吴杰教授课题组和Prof. Ming Joo Koh (许民瑜) 课题组报道了一种温和的Ir/Fe共催化的反应体系，成功实现了1,2-芳基杂原子化合物的模块化构建，包括1,2-芳基乙胺类化合物，1,2-芳基氯化物，1,2-芳基溴化物，1,2-芳基硫氰基化合物以及1,2-芳基亚硝酸酯类化合物。

1,2-芳基杂原子化合物广泛存在于天然产物和生物活性分子中，使其成为药物开发的优势骨架结构 (Figure 1B)。由于其独特的生物活性和潜在的医药应用价值，近年来，利用光催化、电化学以及金属催化等合成手段对该类活性骨架结构进行了广泛研究。尽管取得了一定的研究进展，但是开发一个统一的合成平台，能够使用廉价和容易获得的芳烃和烯烃作为起始原料，通过简便高效的合成策略快速构建一系列1,2-芳基杂原子化合物，仍然具有很大的挑战。

Figure 1. 反应的设计

本论文作者使用容易获得(杂)芳烃、烯烃和杂原子亲核试剂作为起始材料，利用光和铁共催化的策略，发展了一种通用性的合成平台，成功实现了种类多样的1,2-芳基杂原子化合物的模块化合成。该反应具有很好的底物适应范围，例如芳烃，杂芳烃，苯乙烯以及复杂药物分子衍生的噻蒽盐试剂都能以中等到较好的收率得到相应的目标产物。同时，该反应体系对卤素(F、Cl、Br)、硅基、酯基、醚、酰胺、磺酰胺、硝基、酮、腈、三氟甲基硫、二氟甲氧基以及二级胺和羟基等质子官能团都具有很好的兼容性 (Figure 2)。

Figure 2. 芳烃的底物范围

随后，作者考察了不同烯烃的底物适应范围，研究表明，末端烯烃，1,1-二取代烯烃，活化烯烃，Michael受体以及内烯烃都能以较好的收率得到相应的芳基叠氮化产物。同时，使用不同的亲核试剂替代叠氮源，相应的1,2-芳基杂原子产物也能以中等的收率得到目标产物 (Figure 3)。

Figure 3. 烯烃和其他亲核试剂的底物范围

此外，作者以工业廉价易得的丙烯气体作为起始原料，使用该合成策略实现了一系列生物活性分子的简便合成 (Figure 4)。最后，作者通过控制实验，单晶表征，自由钟实验，开关试验以及荧光猝灭实验对反应机制进行了详细研究 (Figure 5)。

Figure 4. 合成应用

Figure 5. 机理研究

本论文开发了一种温和的、模块化的、实用的光氧化还原/铁双催化体系，使用容易获得的起始材料，例如(杂)芳烃、烯烃和杂原子化合物，高效的实现了种类多样的具有药用价值的1,2-芳基(烯基)杂原子化合物。该方法提供了广泛的底物范围，也适用于复杂生物活性分子的后期功能化，为药物开发提供了一种实用有效的合成工具。

转自：“研之成理”微信公众号

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