今日Science：通过设计的铱催化剂使C-H酰胺化选择性形成γ-内酰胺

木文韬 6年前 (2018-03-02) 5516浏览

【引言】

C-H键的催化氧化是将容易获得的原料转化为有用的增值化学商品的最理想方式。进行C-N偶联反应的有效方法是，首先将亲核氨基官能团转化成更活泼的亲电子氮化物前体，随后将其用作金属催化的C-H胺化反应中的反应伙伴。最近，羟胺衍生物被优选用作合成氮杂芳烃的有效手段。尽管取得了一些进展，但环酰胺不能通过C-H酰胺化策略直接获得。一般情况下C-N偶联技术缺乏制备内酰胺的方法。而原则上，原位产生的羰基亚硝酸可能允许直接构建环状酰胺支架。

【成果简介】

北京时间2018年3月2日，韩国高等科学技术研究院（KAIST）Sukbok Chang团队和韩国基础科学研究所（IBS）Mu-Hyun Baik（共同通讯作者）团队以题为“Selective formation of γ-lactams via C–H amidation enabled by tailored iridium catalysts”发表在了Science上。团队报告了相关理论和机制研究，以优化一类五甲基环戊二烯基铱（III）催化剂抑制竞争途径。密度泛函理论计算表明，辅助二齿配位体的立体电子性质被更多的电子供体调节，以降低有利于所需反应的C-H插入壁垒。这些催化剂通过sp³和sp²C-H酰胺化将各种各样的1,4,2-二恶唑-5-酮（易于从羧酸获得的羰基亚硝酸酯前体）转化为相应的γ-内酰胺，并具有出色的选择性。氨基酸衍生物和其他生物活性分子的后期成功官能化进一步证明了该方法的可行性。