上海有機(jī)所在銅催化的雜原子芳基化反應(yīng)方面取得新進(jìn)展

　　碳-雜原子鍵的形成是有機(jī)合成中的一個(gè)重要轉(zhuǎn)化。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在制藥公司常用的反應(yīng)合成轉(zhuǎn)化中，雜原子的烷基化和芳基化反應(yīng)位列第一。而過去30年中，僅有兩個(gè)近代發(fā)現(xiàn)的反應(yīng)被制藥公司認(rèn)為是常用的反應(yīng) (J. Med. Chem. 2016, 59, 4385)，一個(gè)是有關(guān)C-C鍵形成的Suzuki-Miyaura反應(yīng)，另外一個(gè)是有關(guān)鈀催化的雜原子芳基化的Buchwald-Hartwig反應(yīng)。盡管Buchwald-Hartwig反應(yīng)比較有用，這個(gè)反應(yīng)也存在需要用貴金屬做催化劑，使用的配體也比較昂貴，以及重金屬毒性比較大的問題。

　　中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所馬大為課題組曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)用銅和氨基酸作為催化體系，也可以使很多雜原子的芳基化反應(yīng)在比較溫和的條件下進(jìn)行。這個(gè)催化體系已經(jīng)被國內(nèi)外同行大量應(yīng)用，包括一些藥物生產(chǎn)中的應(yīng)用。但是這個(gè)催化體系對于最廉價(jià)易得的芳基氯代物的芳基化反應(yīng)無效，而且催化劑的用量也比較大(一般為5-10 mol %)。2015年，他們課題組發(fā)現(xiàn)一些方便易得的二芳基取代的草酸二酰胺作為配體，可以使銅催化的芳基氯代物與伯胺的偶聯(lián)反應(yīng)在120 oC下完成而給出多樣性的芳胺化合物 (J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11942)，使銅催化的芳基氯代物與氨水的反應(yīng)在 110 oC左右進(jìn)行 (Org. Lett. 2015, 17, 5934)，因此提供了一個(gè)在成本上有競爭力制備芳香伯胺的新方法。

　　最近，他們又發(fā)現(xiàn)一類單芳基和單烷基取代的草酸二酰胺，可以促進(jìn)銅催化的芳基氯代物與苯酚的偶聯(lián)反應(yīng)，使反應(yīng)在120 oC下進(jìn)行而給出二芳醚(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6211)。由于芳胺和二芳醚的結(jié)構(gòu)在醫(yī)藥、農(nóng)藥和有機(jī)材料分子中廣泛存在，他們發(fā)展的這些廉價(jià)合成的方法有望在工業(yè)大生產(chǎn)中得到應(yīng)用。目前他們正和企業(yè)合作推動(dòng)這項(xiàng)工作。草酸二酰胺配體的發(fā)現(xiàn)解決了銅催化的雜原子芳基化不易實(shí)用芳基氯代物的難題，大大擴(kuò)展了這個(gè)反應(yīng)的使用范圍，在很大程度上已經(jīng)和Buchwald-Hartwig反應(yīng)的使用范圍相當(dāng)。他們也發(fā)現(xiàn)這個(gè)催化體系非常高效，用很少量的催化劑就可以使反應(yīng)轉(zhuǎn)化完全。而由于催化劑和配體均比Buchwald-Hartwig反應(yīng)的便宜，他們的新催化體系有望成為一個(gè)非常有競爭力的試劑，在有機(jī)合成中得到廣泛應(yīng)用。

　　上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委和中科院的大力資助。

草酸二酰胺配體促進(jìn)的銅催化芳基氯代物胺化反應(yīng)高效合成芳香胺 

N-芳基-N-烷基草酰胺配體促進(jìn)的銅催化芳基氯代物和酚偶聯(lián)高效制備二芳基醚