近日，我院戴建軍副教授課題組與埃默里大學(xué)代明驥教授課題組合作，在酰胺氮上SN2反應(yīng)用于酰肼合成領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“SN2 Reaction at the Amide Nitrogen Center Enables Hydrazide Synthesis”為題，在國際著名化學(xué)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上，以Research Article形式發(fā)表。
酰肼及其衍生物是一類重要的含氮分子，具有良好的生理和藥理活性。多種臨床藥物、天然產(chǎn)物以及生物活性分子中含有酰肼結(jié)構(gòu)單元。酰肼的經(jīng)典合成方法之一，是使用酰鹵和肼直接酰化構(gòu)建酰肼C–N鍵來實(shí)現(xiàn)的。該策略為酰肼分子的合成提供了有效路徑，但是該方法具有反應(yīng)條件苛刻、官能團(tuán)兼容性差等缺陷。近年來，應(yīng)用N?N偶聯(lián)反應(yīng)合成酰肼衍生物越來越受到有機(jī)化學(xué)家的重視并取得了一系列進(jìn)展。另一方面，親核取代反應(yīng)是有機(jī)合成化學(xué)中極其重要的轉(zhuǎn)變。盡管飽和碳中心的雙分子親核取代(SN2)反應(yīng)得到了廣泛研究和充分發(fā)展，但酰胺氮原子上的類似SN2反應(yīng)仍然有限。
針對(duì)上述問題，作者提出了一種使用脂肪胺作為親核試劑在酰胺氮原子上進(jìn)行SN2反應(yīng)的N?N成鍵方法，該方法為酰肼衍生物的合成提供了一種新的策略。這種新的N?N偶聯(lián)方法，使用易于合成的O-對(duì)甲苯磺酰異羥肟酸酯和商業(yè)可得的一級(jí)、二級(jí)胺以及多種胺類上市藥物反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜酰肼結(jié)構(gòu)的快速合成。該反應(yīng)具有條件溫和、不使用過渡金屬催化劑、底物范圍廣、官能團(tuán)兼容性好和可放大等特點(diǎn)。通過動(dòng)力學(xué)、取代基電子效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)研究，作者證實(shí)了該反應(yīng)經(jīng)過SN2歷程。此外，自由基捕獲實(shí)驗(yàn)排除了該反應(yīng)是自由基過程的可能性，計(jì)算化學(xué)研究結(jié)果也與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果匹配。總之，本研究成功實(shí)現(xiàn)了基于酰胺氮上SN2反應(yīng)的酰肼合成。該反應(yīng)不僅豐富了酰肼類分子的合成方法，還可能對(duì)酰胺氮原子上SN2反應(yīng)的進(jìn)一步研究有所啟發(fā)。
我院2020級(jí)碩士生方穩(wěn)、2021級(jí)碩士生羅志文和普渡大學(xué)Ye-Cheng Wang博士為論文的共同第一作者，戴建軍副教授和代明驥教授為論文的共同通訊作者，合肥工業(yè)大學(xué)為論文第一單位。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202317570
戴建軍/文 戴建軍/圖 汪惠麗/審核
