取代吡咯啉的合成及芳基碘化物在C−H键官能化反应中的双重作用：芳基化试剂和共催化剂

取代的吡咯啉是一类具有代表性的N-杂五元环骨架，广泛应用于农药及医药领域中。然而，其构建大多需要对反应底物进行预官能化，导致合成需要多步反应来完成，反应的总收率较低。直接从廉价、易得的初级胺进行分子内的选择性C-H键氨基化反应为这类骨架的构建提供了一种有效的路径。然而，目前报道的分子内C−H键氨基化反应通常需要对氨基底物进行酰基或磺酰基保护，并且需要强氧化剂参与反应维持催化循环。因此，发展能兼容初级胺的C-H键氨基化催化体系仍然具有巨大的挑战。

近年来，芳基碘化物促进的反应已经在碳-碳和碳-杂原子键的构建方面引起合成化学家的关注。在过渡金属催化的反应中，芳基碘化物通常与过渡金属发生氧化加成，产生高价的金属中心，然后发生选择性还原消除生成芳基化的产物。然而，芳基碘化物在过渡金属催化的C−H键官能化反应中作为共催化剂调控反应目前还没有报道。

图一

作者在该工作中将过渡金属催化的C−H键活化和芳基碘化物对过渡金属的氧化加成策略相结合，发展了一种钯和芳基碘共催化高烯丙胺的串联C−H键芳基/氨基化反应，高选择性地得到了具有各种取代基的吡咯啉类化合物（图一）。

图二

经过对反应机理的深入研究，作者发现该反应首先利用芳基碘化物对双键进行芳基化反应（Heck反应）。然后，所得的芳基化产物进一步发生C−H键氨基化反应；而芳基碘化物在氨基化反应中起到了关键性的共催化剂作用：与Pd(II)络合物发生氧化加成反应生成Pd(IV)，而Pd(IV)作为真正的催化剂促进了C−N键的生成。该工作首次展示了芳基碘化物在C−H键官能化中的双重作用，为利用芳基碘的双重作用合成有价值的药物分子提供了借鉴。

该论文作者为：Deng-Yuan Li, Shuo Liu, Shuang Chen, An Wang, Xiao-Ping Zhu and Pei-Nian Liu

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Dual Role of Aryl Iodide in Cascade C–H Arylation/Amination: Arylation Reagent and Cocatalyst for C–N Formation

ACS Catal., 2018, 8, 6407, DOI: 10.1021/acscatal.8b01071

刘培念课题组简介

刘培念，博士、教授、博士生导师，上海市“东方学者”特聘教授；入选国家基金委“界面光电分析化学基础研究”创新研究群体（2015年）、教育部新世纪优秀人才支持计划（2013年）和上海市“浦江人才”计划（2009年）；近年来主持了国家自然科学基金项目5项和省部级项目8项，参与国家自然科学基金重大项目1项和创新研究群体项目1项，已发表SCI收录论文80余篇；围绕功能有机分子的反应与性质，以超高真空扫描隧道显微镜为手段在单分子水平对功能有机分子的表面合成反应和新型低维纳米材料的构建进行了一系列具有原创性的研究；另外，通过过渡金属催化，创新性地发展出一系列在溶液中进行的新型有机合成反应，构建了各种具有复杂结构的功能有机化合物；2010年至今，以通讯作者或第一作者在Acc. Chem. Res.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.（7篇）、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、ACS Catal. 等期刊上发表SCI论文70余篇。

刘培念

http://www.x-mol.com/university/faculty/10485

课题组链接

http://pnliu.ecust.edu.cn/main.htm