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含氮分子的分子內成環是合成N雜環分子的一種高效方法,N雜環分子在藥物、材料等方面具有重要意義,但是類似通過氮中心自由基以分子間成環的反應方法比較罕見,而且還沒有發散性/模塊化的合成方法。
有鑑於此,馬克斯·普朗克煤炭研究所Tobias Ritter等報道以硫亞胺(sulfilimine)作為雙功能N自由基,通過一步光催化反應,以硫亞胺與烯烴之間通過成環反應生成N雜環分子。

首先反應使用的硫亞胺能夠通過一步反應合成得到,並且因此作為反應物構建五元、六元、七元環的雜環分子,該反應通過自由基極性交叉成環反應生成結構和種類廣泛的產物,這種反應方法學與其他基於N中心自由基的反應不同,通過這種模塊化的合成過程能夠生成大量廣泛結構的N雜環產物,而且合成的N雜環產物種類和衍生化情況更好。

合成硫亞胺。通過有機胺和DBTO、Tf2O在-40℃的DCM溶劑中反應,生成硫亞胺;或者將硫亞胺與酰氯在25℃DMF溶劑中,加入K2CO3鹼,能夠生成含有酰胺基團的硫亞胺;將硫亞胺與芳基氯在110℃DMF溶劑中,加入K2CO3鹼,能夠生成含有氮雜環芳烴的硫亞胺。


合成氮雜環分子。當硫亞胺和烯烴作為反應物,以[Ir(dFppy)3]光催化劑,加入2倍量Bi(OTf)3,在10℃DME溶劑反應,使用30 W藍光LED光源,合成氮雜環產物分子。
Cheng, Q., Bai, Z., Tewari, S. et al. Bifunctional sulfilimines enable synthesis of multiple N-heterocycles from alkenes. Nat. Chem. (2022)
DOI: 10.1038/s41557-022-00997-y
https://www.nature.com/articles/s41557-022-00997-y


在生物活性分子、藥物分子、天然產物分子中,人們經常能夠發現β-氨基酸結構。由於β-氨基酸具有較好的代謝功能,因此β-氨基酸被廣泛的用於構建生物活性多肽和類肽分子。
雖然人們目前發展了非常多的製備β-氨基酸方法,但是這些方法學通常需要金屬介導的多個步驟和對底物進行預先功能化修飾。
有鑑於此,明斯特大學Frank Glorius等報道一種非金屬的光催化反應方法,通過能量轉移方法以一步反應通過能量轉移的方式,將有機胺/酯安裝到烯烴/雜芳烴底物生成β-氨基酸衍生物,實現了合成β-氨基酸的簡單方便方法。

通過使用一種雙功能草酸肟酯,能夠形成碳中心酯化物、氮中心亞氨基(iminyl)自由基。這種反應具有條件溫和的特點,具有顯著的底物種類(多達140種底物),優異的容忍性和官能團兼容性,底物的種類包括簡單的烯烴或者結構複雜的(雜)芳烴,為合成β-氨基酸衍生物提供一種簡單可行的方法學。
Tan, G., Das, M., Keum, H. et al. Photochemical single-step synthesis of β-amino acid derivatives from alkenes and (hetero)arenes. Nat. Chem. (2022)
DOI: 10.1038/s41557-022-01008-w
https://www.nature.com/articles/s41557-022-01008-w

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