成都生物所新方法利用氧气和简单有机物合成邻羰基酰胺

2011-11-21 15:34 来源: 中国科学院
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反应过程

  邻羰基酰胺是一类重要的有机化合物结构单元,广泛存在于各类天然活性分子、药物、合成中间体中。其传统的合成方法依赖于邻羰基羧酸与胺的偶联,芳基卤代化合物的双羰基化及金属氧化剂对酰胺衍生物的氧化等,这些方法大都需要多步骤制备、活化原料,反应条件苛刻,或者使用有毒试剂等。因此,直接利用氧气和简单商品化的原料构建邻羰基酰胺具有重要的学术研究价值和实际应用价值。

  中国科学院成都生物研究所天然产物研究中心分子结构多样性构建和药物化学实验室姬建新课题组在报道了首个直接利用氧气作为氧源合成β-羰基膦酸酯后(Wei Wei, Jian-Xin Ji*,Catalytic and Direct Oxyphosphorylation of Alkenes with Dioxygen and H-Phosphonates Leading to β-Ketophosphonates. Angew. Chem. Int. Ed ,2011,50, 4997-4999),又首次实现了以芳基甲基酮及胺为原料,氧气作为氧化剂和氧源,在铜的催化下直接合成邻羰基酰胺。

  该课题组杜锋田博士通过同位素标记实验、电子自旋共振技术(EPR)、LC-MS分析等多种手段对反应机理进行了深入探讨。研究表明,邻羰基醛可能是该反应的关键中间体,能够与胺反应生成目标产物即邻羰基酰胺。该反应可能的路径如下:在胺作用下,氧气与Cu(I)反应生成超氧阴离子和Cu(II),然后烯胺被其氧化,再经O-O键断裂生成邻羰基醛,最后,氧化酰胺化邻羰基醛生成邻羰基酰胺。

  该反应不仅提供了一个绿色高效的利用氧气和简单有机物直接合成邻羰基酰胺的新方法,而且展示了一类新颖的利用氧气官能化有机分子的反应模式。

  该研究结果以Edge Article的形式发表于英国皇家化学会Chemical Science (DOI: 10.1039/C1SC00312G)杂志上。