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脂肪族伯胺是藥物、精細化學品與功能材料的關鍵前體,但其傳統合成方法多為繁瑣的多步驟流程,效率與成本效益欠佳,、、 反應需多步保護 / 脫保護,先將羥基轉化為擬鹵化物、羰基等活化基團,效率低、收率差。氨氣(氣態 / 氨水)為氮源的方法需高壓、高溫、高負載貴金屬催化劑(如 Ru,約 4 mol%),條件苛刻。
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近期,復旦大學、寧夏大學涂濤教授團隊 報道一種以芐胺為氨基化試劑、錳催化的醇轉氨基化反應。該方法底物兼容性廣,即便在低催化劑負載下,對脂肪族伯胺仍具備優異選擇性,轉化數(TON)最高可達 1.1×10?。機理研究表明,堿對實現優異選擇性至關重要:叔丁醇鉀(tBuOK)促進亞胺中間體重排,氫氧化鉀(KOH)作為親核試劑促進亞胺鍵斷裂,從而生成目標伯胺,而非常規N-烷基化仲胺。【Angew. Chem. Int. Ed. 2026 , e2797925;doi.org/10.1002/anie.2797925】
反應條件優化
模型反應:二氫香茅醇(1a)與芐胺反應制備 3,7 - 二甲基辛基胺(1b)。
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最優條件:0.2 mol% Mn-I 催化劑、3 當量芐胺、2 當量 tBuOK、1 當量 H?O、叔戊醇溶劑、140℃、12h、N?氛圍。
關鍵發現:初始條件收率 73%,加入 1 當量水后收率提升至近定量;水過量則收率驟降(水將 tBuOK 完全水解為 KOH)。1:1 混合 tBuOK 與 KOH 時,收率達94%,證實雙堿協同作用。
催化劑篩選:Mn-I 活性遠高于其他錳配合物(Mn-II~Mn-V、Mn (CO)?Br)及 Ru 基催化劑。
底物范圍
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脂肪族伯醇:直鏈、環型伯醇均高效轉化,收率75%~99%(1b–14b);烷基鏈增長,收率略有下降。
官能團兼容性:含取代芳胺、脂肪胺、未保護氨基的底物,收率65%~82%(15b–19b);含烯鍵醇底物可保留 C=C 鍵,收率 71%。
環型醇:環胺產物收率70%~84%(20b–23b),大環衍生物收率 84%(24b)。
仲醇:非環狀 α-仲醇收率53%~60%(25b–26b)。
二醇底物:1,6 - 己二醇制備 1,6 - 己二胺收率僅 25%,遠低于 6-氨基 - 1 - 己醇的 65%,因還原氨基化、分子內環化等副反應。
氮源適用性:僅芐胺有效,正丁胺為氮源時反應幾乎不發生(亞胺中間體無芳環,無法堿介導重排)。
催化效率與應用價值
轉化數(TON):催化劑負載降至0.00001 mol%,反應 72h,TON 最高達1.1×10?)。 2.37 g(15 mmol)規模放大,目標產物 1b 收率定量。
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BP897(多巴胺 D3 受體配體):傳統 5 步總收率 26%,本法 3 步總收率48%。
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Clebopride(氯波必利):2 步合成,總分離收率64%。
Hexylcaine(海克卡因):副產物苯甲酸鉀是其關鍵中間體,原子經濟性高。
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機理研究
反應進程(以正己醇為底物):0~15min 無產物,30min 微量產物(~2%),隨后產物逐漸累積。中間體 int-2a 濃度始終 < 2%,int-2b 先累積后減少,亞胺鍵斷裂為決速步。反應中檢測到微量苯甲醛,佐證 int-2b 斷裂生成伯胺與苯甲醛。
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雙堿作用:tBuOK促進己醛與芐胺縮合生成 int-2a,并快速重排為 int-2b;但因位阻大、非親核性,無法斷裂亞胺鍵。KOH作為親核試劑,高效斷裂 int-2b 的亞胺鍵,生成目標伯胺與苯甲醛。
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可能機理:
1. 錳催化劑催化醇脫氫生成羰基化合物(int-c);
2. 羰基化合物與芐胺縮合生成亞胺 int-a;
3. tBuOK 介導 int-a 重排為 int-b;
4. KOH 親核進攻 int-b,斷裂亞胺鍵得伯胺與苯甲醛;
5. 苯甲醛經錳催化脫氫生成苯甲酸鹽副產物,避免與產物重新縮合。
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作者開發了一種以低成本芐胺為氮源,將各類脂肪醇直接、高選擇性氨基化為對應伯胺的方法。該方法底物范圍廣、官能團兼容性優異,低催化劑負載下即可高效反應,最高 TON 達 1.1×10?。該醇直接氨基化方法簡化了藥物合成流程,在收率、選擇性與效率上均具顯著優勢。
參考資料:Manganese-Catalyzed Direct Transamination of Aliphatic Alcohols to Primary Amines;Jiale Ji,Shiliang Wang,Qingshu Zheng,Ming-Chen Fu,Tao Tu; Angew. Chem. Int. Ed. 2026 , e2797925;doi.org/10.1002/anie.2797925
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