- 江蘇師大在偶氮芳烴活化引發(fā)的Schmidt反應(yīng)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
- 發(fā)布日期：2022-12-07
近日，江蘇師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院屠樹江、郝文娟與姜波研究團(tuán)隊(duì)和藍(lán)宇鄭州大學(xué)課題組合作，在偶氮芳烴活化引發(fā)的Schmidt反應(yīng)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在自然指數(shù)期刊Nature Communications上。江蘇師范大學(xué)為第一署名單位，江蘇師范大學(xué)碩士生孟凡濤和鄭州大學(xué)王亞楠為論文共同第一作者，郝文娟、姜波和藍(lán)宇為論文通訊作者。該研究得到了江蘇師范大學(xué)分析測(cè)試中心的悉心幫助，并獲得國家自然科學(xué)基金和江蘇師范大學(xué)自然科學(xué)高質(zhì)量科研培優(yōu)項(xiàng)目等資助。
2-吡啶酮骨架是構(gòu)成許多天然產(chǎn)物的基本結(jié)構(gòu)單元，呈現(xiàn)出廣譜的生物活性，在藥物研發(fā)和醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域都具有重要的研究?jī)r(jià)值。因此，開發(fā)高效的2-吡啶酮合成方法成為有機(jī)合成領(lǐng)域中重要的研究目標(biāo)之一。另外，Schmidt反應(yīng)是醛或酮發(fā)生重排/胺化反應(yīng)生成腈、酰胺衍生物的有效方法。但是，此反應(yīng)常使用具有強(qiáng)揮發(fā)性、高毒性和易爆炸性的疊氮化物作為氮源，嚴(yán)重限制了該反應(yīng)在藥物化學(xué)及精細(xì)化工品化學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用和推廣。因此，尋找低毒、安全的氮源成為開發(fā)Schmidt反應(yīng)首要解決的難題。芳基重氮四氟硼酸鹽是一種溫和、易得的氮化試劑，但是芳基重氮鹽同時(shí)具有強(qiáng)親電屬性，很容易與酮發(fā)生Japp-Klingemann反應(yīng)，即發(fā)生親核加成和1,3-質(zhì)子遷移反應(yīng)形成a-羰基腙類化合物。
為了克服這一科學(xué)難題，江蘇師范大學(xué)屠樹江、姜波、郝文娟研究團(tuán)隊(duì)提出了“偶氮芳烴活化”策略，即利用金催化1,3-烯炔醋酸酯環(huán)化原位形成的環(huán)戊二烯醋酸酯，捕獲芳基重氮鹽正離子，形成偶氮芳烴中間體，經(jīng)乙酰基遷移和氮原子的插入過程，完成Schmidt反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了高附加值2-吡啶酮類化合物的高效合成，成功使四氟硼酸芳基重氮鹽成為Schmidt反應(yīng)的氮化試劑，豐富了Schmidt反應(yīng)類型。藍(lán)宇鄭州大學(xué)課題組對(duì)這一過程進(jìn)行了系統(tǒng)的DFT理論計(jì)算，詳細(xì)地解釋了偶氮芳烴活化引發(fā)Schmidt反應(yīng)的誘因及最優(yōu)反應(yīng)路徑。
本研究可使Schmidt反應(yīng)擺脫對(duì)疊氮試劑的依賴，解決了2-吡啶酮合成中存在的挑戰(zhàn)性問題，同時(shí)也為芳基重氮鹽的策略性應(yīng)用提供了新機(jī)遇和新思路，具有重要的科學(xué)意義和理論參考價(jià)值。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35141-4
