8YR企业会员
发布人:南京晖康生物科技有限公司
发布日期:2026/11/12 14:28:49
ABNO中文名:9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧基自由基 英文名:9-Azabicyclo[3.3.1]nonane N-oxyl CAS号:31785-68-9 分子式:C8H14NO• 分子量:140.20 EINECS:803-697-7 结构特点:母体双环骨架,无额外取代基。 | Keto-ABNO常用名:Keto-ABNO / 3-oxo ABNO CAS号:7123-92-4 分子式:C8H12NO2 分子量:154.19 EINECS:205-516-1 结构特点:在ABNO骨架3位引入酮羰基。 性能差异:氧化电位更高,位阻更小。对未活化仲醇及大位阻底物具备更强的催化活性与选择性。 |
在有机合成中,氮氧自由基催化剂通常与醇的氧化绑定在一起。但在酰胺键的构建和胺类化合物的转化中,ABNO(CAS:31785-68-9)及其衍生物展现出的能力,实际上覆盖了比醇氧化更宽的范围。从伯胺或仲胺的脱氢生成亚胺,到醇与胺直接氧化偶联合成酰胺,这条催化路径为含氮化合物的合成提供了全新选择。
一、胺的需氧氧化:从胺到亚胺
将胺氧化脱氢为亚胺是有机合成中的基础转化。传统合成往往需要当量氧化剂或苛刻条件。2012年,Kanai团队报道了以Keto-ABNO与CuBr组合的催化体系,在温和条件下实现了胺到亚胺的需氧氧化。该体系利用Keto-ABNO较小的空间位阻和较高的氧化电位,与铜盐协同,以分子氧为终端氧化剂驱动脱氢。反应副产物仅为水,避免了废弃物问题。
由于亚胺中间体可被原位捕获,该体系还可延伸至仲胺的α-位官能团化——先氧化生成亚胺,再与亲核试剂发生碳-碳键形成,实现串联转化。
二、“一锅法”合成酰胺:醇与胺的直接偶联
常规酰胺合成需先将羧酸活化为酰氯或活性酯,步骤繁琐且产生副产物。Cu/ABNO体系提供了一条新路径:醇和胺在同一体系中,以空气为氧化剂,直接完成氧化偶联生成酰胺。逻辑在于:先将醇氧化为醛,醛与胺原位缩合形成亚胺/半缩醛胺中间体,再进一步氧化转化为酰胺。全程无需分离醛中间体,也无需预活化羧基。
Stahl团队开发的这一体系验证了其广泛的底物适用性。苄醇/脂肪醇搭配伯胺/仲胺,四种组合均可顺利得到仲酰胺或叔酰胺,且对超过20种官能团表现出优异耐受性。
一个值得关注的特点是:由于ABNO的空间位阻特征,体系在伯胺和仲胺同时存在时,倾向于优先与伯胺发生酰胺化。这种化学选择性可大幅减少多胺底物合成中的保护-脱保护步骤。此外,反应条件温和,反应伙伴中的手性中心均能得到保持。
三、催化体系的构成与工艺特点
Cu/ABNO催化酰胺偶联的体系相对简洁,主要由铜盐、ABNO和适当的碱/配体组成。从工艺开发角度来看,具备以下优势:
1. 安全环保:空气氧化避免了当量化学氧化剂的使用,后处理无需处理大量含氧化剂残渣的废液。
2. 缩短操作:一锅法规避了醛中间体的分离或不稳定问题,直接从醇和胺推进到产物。
3. 高选择性:伯胺优先反应的特性,在复杂底物的选择性修饰中极具实际价值。
四、与醇氧化体系的完美衔接
ABNO在胺氧化和酰胺偶联中的应用,与其在醇氧化中的角色一脉相承。同一类催化剂能在多条路径上运行,意味着在合成路线设计中,ABNO体系可以覆盖从醇到醛、从胺到亚胺、再到酰胺的连续转化,而无需在不同步骤间切换催化体系。
对于正在优化含氮化合物合成路线的团队来说,Cu/ABNO催化的胺脱氢与酰胺偶联,提供了一个以空气为氧化剂、副产物清洁、具备化学选择性的可靠备选方案。
相关新闻资讯