华中师范大学肖文精/陈加荣团队Angew：光诱导烯烃五组分自由基接力胺羰基化反应

在基于离子型路径的胺羰基化反应中，过渡金属如Pd催化的芳基卤代物、胺和一氧化碳的双羰基化反应是合成α-酮酰胺的经典策略之一。受到反应条件和催化模式影响，这一策略对弱亲性的芳基胺、一级胺以及烷基卤代物的兼容性并不是十分理想。近年来，基于自由基羰基化策略和SET或是HAT的作用模式，许多课题组分别以烷基碘代物、烷烃、烷基溴代物以及肟酯等底物作为前体，实现了烷基自由基的双羰基胺化反应，进一步延伸了亲电试剂的范围。相比于三组分自由基羰基化，更高级别的多组分自由基羰基化反应尤其是双羰基化反应仍然研究较少。面临的问题主要有：如何控制多组分自由基羰基化过程的有序发生，避免两组分、三组分等竞争性副反应；如何实现可控的单羰基化和双羰基化过程；以及如何实现弱亲核性芳胺的双羰基化反应。

围绕这些问题以及基于前期发展的基于亲和性调控策略，近日，华中师范大学的肖文精/陈加荣团队利用Umemoto试剂和芳胺形成光敏的EDA络合物，以非活化烯烃和一氧化碳作为自由基受体，实现了光诱导五组分自由基接力胺羰基化反应，合成了一系列重要的β-三氟甲基取代的酮酰胺。

在最优的反应条件下，作者对底物范围进行了考察。反应展现出广泛的底物适用范围。另外，一系列在传统金属催化羰基化反应中效果不够理想的芳香胺以及杂芳胺均能顺利参与反应。对于部分烷基胺，添加光敏剂可以进一步提升胺羰基化反应效率。另一方面，一系列官能化的末端烯烃以及环己烯和非环状的反式-4-辛烯等内烯也能适用于该反应。

随后，作者进行了一系列的机理研究。如EPR实验和自由基捕获实验证实了该反应涉及氮自由基、烷基自由基和三氟甲基自由基中间体。控制实验表明，烷基自由基发生一次羰基化是可行的，但是在该体系中并没有证据表明烷基自由基发生二次羰基化。另一方面，苯基异氰酸酯副产物表明氮自由基可能经历插羰基过程从而生成胺甲酰基自由基。计算结果表明，相比于酰基自由基发生二次羰基化以及酰基自由基与氮自由基交叉偶联，酰基自由基与胺甲酰基自由基交叉偶联的能垒更低。此外，苯基异氰酸酯的产生可能导致氮自由基的消耗，这或许是促进两种酰基自由基交叉偶联的关键因素。

综上所述，肖文精/陈加荣教授团队基于EDA络合物发展了一类光诱导的五组分自由基接力胺羰基化反应，以优异的化学选择性和中等到良好的收率实现了一系列β-三氟甲基酮酰胺的合成。此外，杭州师范大学的蒋敏教授为自由基表征提供了重要支持。华中师范大学的张之涵教授为自由基交叉偶联提供了重要的理论计算研究。

这一研究成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，博士研究生卢宾为该论文的第一作者，陈加荣教授为通讯作者，该项工作得到了国家自然科学基金(21971081, 22171099, 21820102003, 91956201, 22203034, 92256301)；国家重点研发计划 (2022YFA1506100)；浙江省自然科学基金项目(LQ20B020010)；江西省“双千计划”项目 (jxsq2023102004)；河南师范大学工程学院化学化学院开放研究基金(2021YB02)；国家高等学校学科创新引智计划(111计划，B17019)的支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Photoinduced Five-Component Radical Relay Aminocarbonylation of Alkenes

Bin Lu, Zhihan Zhang, Min Jiang, Dong Liang, Zi-Wei He, Feng-Shuo Bao, Wen-Jing Xiao, and Jia-Rong Chen*

Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202309460

导师介绍

肖文精

https://www.x-mol.com/university/faculty/10793 

陈加荣

https://www.x-mol.com/university/faculty/10802