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有机合成方法学 | 一步法直接将苯环转换成吡啶环的方法
更新时间:2022-10-08 点击:1216

   烯烃的功能化在有机化学中是很常见的。相比之下,将芳烃环转化为吡啶,则是一个更大的挑战。这种类型的反应可能是非常有用的,例如在药物化学中,用一个碳原子交换一个氮原子可以帮助提高化合物的生物活性和理化性质。到目前为止,如果想把苯环直接转换成吡啶环的话,这通常需要一个全新的合成方法。通过碳氮原子的交换将苯环直接转化为吡啶环的路径仍然非常具有挑战性。

      美国加州斯坦福大学的Noah Z. Burns教授的课题组开发了一种一锅法工艺将芳基叠氮化物转化为2-氨基吡啶。

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      该研究小组使用各种取代的芳基叠氮化物作为底物,首先在蓝色LED灯的照射下与不同的仲胺和伯胺在四氢呋喃溶剂中进行反应,得到一个插入氮原子的七元环中间体。在一锅法工艺的第二步,研究人员加入了苊烯作为光敏剂并通入氧气,同时保持蓝光照射并将溶剂置换成MeOH。在这些条件下,七元环收缩得到所需的吡啶环化合物。

      该课题组使用该方法,对系列底物进行了探索性研究,大部分以中等收率得到2-氨基吡啶产物。但是有一些底物的适用性不理想,收率较低。

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       研究小组对新方法的反应机制进行了研究,首先是叠氮化物脱去N2,形成氮宾,再插入到一个芳烃π键中,得到一个2H-氮丙啶。该中间体随后转化为一个亲电的七元环,并与胺反应。所产生的七元环中间物与单质氧反应,可能形成一个过氧化物取代的衍生物。该中间物再进行环化反应,得到一个环丙基并二氢吡啶化合物,随后在甲醇的介导下进行环丙烷开环和脱去OH-,得到目标产物2-氨基吡啶和甲酸甲酯。

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参考文献:Conversion of Aryl Azides to Aminopyridines, J. Am. Chem. Soc., 2022, https://doi.org/10.1021/jacs.2c08464.


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