102-70-5 / 鋯催化下炔烴的氫氨基烷基化得到烯丙基胺

烯丙基胺是天然產物，農用化學品和藥物中普遍的結構基序，許多人致力于研究烯丙基胺的有效合成方法。現存在的主要方法有過渡金屬催化的C-N鍵的合成；后過渡金屬催化的二烯烴的區域選擇性C-N鍵的生成。其中，炔烴也可以作為底物通過異構化得到丙二烯，然而這就限制了底物只能使用烷基炔烴。所以人們又發展了一種通過炔烴和胺的α-C位形成C-C鍵來得到烯丙基胺。

Buchwald課題組（圖1）提出炔烴插入A中的Zr-C鍵得到一個五元環中間體B，水處理后得到烯丙基胺產物，和鋯的氧化產物，然而五元環B的質子分解過程受到限制，使得這一反應無法進行催化循環。本文作者旨在找到一種鋯催化劑可以降低質子分解過程的障礙，從而實現反應的催化循環。

圖 1

先前，作者就報道過Zr(NMe2)4作為催化劑，用具有空間位阻的N-（三甲基硅烷基）胺進行烯烴的氫氨基烷基化。在加氫胺化催化中，發現了含有雙(脲)配體的鋯配合物容易形成七配位配合物，可用于有利于中性胺的配位，以實現所需的締合催化轉換步驟。作者認為這一催化劑參與的炔烴的氫氨基烷基化反應。

作者做了炔烴加氫氨基烷基化的化學計量制備的模型中間體。N-三甲基硅芐胺和甲苯與催化劑絡合得到6配位的中間體1，然后在C6D6溶劑中與兩當量吡啶反應脫去一當量的甲苯得到7配位的絡合物2。在2的甲苯溶液中，加入一倍當量的二苯乙炔通過1H NMR檢測到有五元金屬環3生成。由于中性吡啶供體在Zr-C鍵旁配位，因此在配位仲胺存在下將引發3的質子分解。

為了探究這一質子分解過程，作者在3的氘代苯溶液中加入3.5倍當量的四氫吡咯，在室溫下反應5 min后，通過1H NMR檢測到3完全被消耗，生成了已知的絡合物4，吡啶和烯丙基胺5a，該過程可以通過簡單的胺底物而不是質子化學計量后處理來實現產品的輕松釋放。

圖 2

在此研究基礎上，作者在最佳反應條件下使N-三甲基硅烷取代的胺底物與二苯乙炔反應，以60%的產率得到目標產物5a，但是有14%的副產物5b生成。而用N-苯基取代的胺底物參與反應，可以以82%的產率得到目標產物6a，且沒有氫胺化的副產物6b產生。

圖 3

接著，作者以N-芐基苯胺為模板底物對炔烴進行了拓展。當苯環的對位存在給電子或吸電子基團時，產率都有一定程度的下降，且沒有區域選擇性。而當其中一個苯基被2-吡啶基或三甲硅烷取代時，可以得到單一的異構體11或14，但是產率只有49%和31%。

圖 4

最后，作者以二苯基乙炔為模板底物對胺進行了拓展。當苯基的對位有甲基取代時，只需反應24h就可以以84%的產率得到目標產物15。而當有鹵素原子取代時，產率都有所下降。然而當芐基的對位存在吸電子或給電子取代基時，對反應的影響都不大。

圖 5

總之，本文實現了炔烴的催化加氫氨基烷基化以產生烯丙基胺產物。發現帶有有利于形成七配位配合物的雙（脲酸酯）配體的鋯配合物可促進催化反應所需的化學計量轉化。其中炔烴上的取代基對反應的區域選擇性有較大的影響，胺的苯基上對位的取代基為給電子時，產率較高，取代基為吸電子時產率有所下降。

Zirconium-CatalyzedHydroaminoalkylation of Alkynes for the Synthesis of Allylic Amines

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c10405