Cobalt-Porphyrin-Catalysed Intramolecular Ring-Closing C−H Amination of Aliphatic Azides: A Nitrene-Radical Approach to Saturated Heterocycles
作者:Petrus F. Kuijpers、Martijn J. Tiekink、Willem B. Breukelaar、Daniël L. J. Broere、Nicolaas P. van Leest、Jarl Ivar van der Vlugt、Joost N. H. Reek、Bas de Bruin
DOI:10.1002/chem.201700358
日期:2017.6.12
Cobalt porphyrin catalysed intramolecular ring-closing C-H bond amination enables direct synthesis of various N-heterocycles from aliphatic azides. Pyrrolidines, oxazolidines imidazolidines, isoindolines and tetrahydroisoquinoline can be obtained in good to excellent yields in a single reaction step with an air and moisture stable catalyst. Kinetic studies of the reaction in combination with DFT calculations
钴卟啉催化的分子内闭环CH键胺化能够从脂肪族叠氮化物直接合成各种N-杂环。吡咯烷、恶唑烷、咪唑烷、异吲哚啉和四氢异喹啉可以在单一反应步骤中使用空气和湿气稳定的催化剂以良好至优异的产率获得。反应动力学研究结合 DFT 计算揭示了一种金属自由基型机制,涉及限速叠氮化物活化形成关键的钴 (III)-氮烯自由基中间体。随后从苄基 CH 键到氮宾自由基中间体的低势垒分子内 HAT,然后进行自由基回弹步骤,导致形成所需的 N-杂环产物。动力学同位素竞争实验与自由基型 CH 键激活步骤(分子内 KIE = 7)一致,该步骤发生在限速叠氮化物激活步骤之后。使用二碳酸二叔丁酯 (Boc2O) 可防止形成的胺产物的竞争性结合,从而显着提高反应速率。在这些条件下,反应在[催化剂]和[叠氮化物底物]中都显示出清晰的一级动力学,并且在[Boc2O]中是零级动力学。使用配备四个 (1S)-(-)- 的新型手性钴卟啉催化剂,可以在