一、背景介绍

由于绿色和可持续合成的优势，电化学已经受到学术界和工业界研究人员的广泛关注。与传统的有机反应不同，电化学转化使用电子和电子空穴作为试剂，而不是使用化学氧化剂或还原剂，显着提高了原子经济性，减少了化石燃料的消耗。烷基胺类化合物是材料科学和药物中最重要的有机化合物之一，因此高效构建烷基胺一直是有机化学家非常感兴趣的课题。传统制备烷基胺的方法是还原胺化、Buchwald-Hartwig胺化、Ullman型反应和Chan Lam胺化。然而，对于带有特殊基团（苄基，三氟甲基，二氟甲基）反应难以发生，开发一种普适性的C(sp3)-N键构建方法仍然极具挑战性。

二、实验部分

南京大学王毅教授课题组长期致力于C(sp3)-N键结构的研究，并在该领域取得了一系列研究进展(Sci. China Chem. 65, 678-685 (2022), ACS Catal. 12, 11071–11077 (2022), Green Chem. 25, 7084–709 (2023)). 最近，王毅教授开发了一种活化醇和硝基芳烃的通用脱氧C-N偶联反应。在电化学条件下，可以很容易地获得具有α-CF3、α-CF2H和苄基取代基的烷基胺。通过成对电解解决了烷基和胺反应性不匹配的问题。该方法与电化学连续流动技术的实用性在该报道中也得到了证明（Fig 1）。通过连续流微通道反应技术，能高效实现烷基胺合成的克级规模放大。产率无影响，具有潜在的工业应用前景。（PER-10连续流光电化学反应器（深圳市一正科技有限公司））

Fig. 1. 电化学构建烷基胺

首先，经过仔细的反应条件研究后，作者确立了肼基甲酸酯与对氰基硝基苯之间电化学偶联反应的最佳条件。在 DMA溶剂中，以10 mA 恒流电解下，使用石墨碳作为阳极和阴极，20 mol%的二茂铁作为添加剂，四丁基高氯酸铵作为电解质，60 °C反应6 h，以高产率得到胺化产物。

Fig. 2. 烷基肼基甲酸酯与硝基苯的脱氧偶联

随后，在最优条件下作者对底物的适应范围进行了考察，该电解方案验证了一系列一级、二级、三级烷基肼基甲酸酯（Figure 2）。随后，作者拓展了不同取代基的α-三氟甲基烯烃。均能以中等至良好的收率得到目标产物。此外，该电化学成对电解方法还可以应用于苄基、α-CF3、α-CF2H的烷基胺合成。对于带有不同吸电子，给电子基团的的硝基苯及杂芳基硝基类化合物，反应也能顺利进行（Figure 3）。

Fig. 3. 肼基甲酸酯与不同硝基苯的脱氧偶联

作者接下来对反应机理进行了研究，自由基捕获实验成功检测到烷基自由基（Figure 4b）。亚硝基苯被证明是该反应的重要中间体（Figure 4c）。此外通过对反应搅拌速度探究发现，不搅拌的条件下，几乎不反应，硝基苯还原为苯胺。产率随转速的提高而增加，在1000 rpm时最大（Figure 4d）。随后，在不通电的情况下加入当量的三价铁盐代替电氧化肼基甲酸酯，也能产生烷基自由基，证明二茂铁在该反应中起氧化介质的作用（Figure 4d）。

Fig. 4. 反应机理探究

三、结论

综上，王毅教授开发了一种活化醇和硝基芳烃的通用脱氧胺化反应。在电化学条件下，可以很容易地获得具有α-CF3、α-CF2H和苄基取代基的烷基胺。通过成对电解解决了烷基和氮源反应性不匹配的问题。该方法与电化学连续流动技术的实用性得到了证明。（PER-10连续流光电化学反应器（深圳市一正科技有限公司））

参考文献：

Electrochemical deoxygenative amination of stabilized alkyl radicals from activated alcohols

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50596-3 

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https://www.e-zheng.com/product/detail/182.html