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韩丙教授课题组:非张力环烷胺的开环解构氧合反应

由于碳碳单键的解离能很高,非张力脂肪环碳碳单键的断裂一直是一个极具挑战性的课题。其中,利用氧自由基的高反应活性促进的碳碳单键裂解开环是解决这一问题的一个重要策略。其他类型的自由基,如亚胺基和氨基自由基,也被用来促进非张力脂肪环的开环,但迄今为止很少有高效的方法报道。

鉴于环烷基胺广泛存在于许多药物和天然产物中,通过对其开环解构官能团化可以为有机合成提供一种极具吸引力的结构编辑策略,因而受到众多化学家和药物学家广泛关注。尽管具有大张力的环丙胺和环丁胺的开环官能团化和开环重构反应已有报道,但据我们所知,非张力环烷胺的高效开环解构官能团化尚未实现。最近,韩丙教授课题组首次报道了通过氮自由基促进的自氧化芳构化策略,成功的实现了非张力环烷基伯胺的碳碳键断裂开环解构官能团化。该策略首先利用环烷胺和卤代腙的缩合得到腙类化合物,随后发生空气条件下的自氧化反应,借助腙自由基促进的氢迁移和环化反应原位生成前芳香化合物——二氢-1,2,4-三唑,进一步通过氮自由基促进的自氧化芳构化实现了非张力环烷胺的自由基开环。开环产生的碳自由基被氮氧自由基TEMPO捕截并进一步在过氧化间氯苯甲酸mCPBA的作用下实现碳原子的氧合。该反应具有广泛的底物适用性,包括单环、双环和桥环化合物在内的各类环烷胺,以及生物碱、氨糖、多肽和甾体等复杂化合物都能被有效地解构为含有1,2,4-三唑环的链状羰基类化合物。此外,由于1,2,4-三唑杂环具有良好的生物活性和生物相容性,广泛存在于抗微生物药物中,如泰康唑、氟康唑和伊曲康唑,以及芳香化酶抑制剂阿那曲唑和来曲唑中,所以该方法不仅实现了环烷胺的解构氧合,同时实现了在产物中引入结构重要的1,2,4-三唑骨架,将为含有环烷胺结构的药物后期修饰提供一种高效和便捷的方法。

相关研究成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI: 10.1002/anie.201914623),并被选为“hot paper”。我校博士研究生张建武为论文的第一作者。

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文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914623

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