介离子卡宾(MIC)催化醛的氢氘交换反应
发布时间:2019-09-23 阅读量:

氘标记化合物在有机反应机理研究、分析测试、材料科学、生命科学和医药学等领域均有着十分重要的应用。基于氘标记化合物的同位素稀释质谱法已经广泛应用于定量分析,其受基质效应影响小,同时具有快速、准确、高灵敏度和重复性好的优点。氘标记药物分子也广泛应用于药物代谢过程分析和临床药物代谢动力学研究。通过对C-H键的活化,进而发生氢氘交换反应,是合成氘标记化合物的重要方法。选择性氢氘交换,特别是在活泼烷基、苄位、杂原子邻位、芳香环和烯烃上的交换近年来取得了一系列重大进展。但对于醛基氢的氢氘交换反应,研究还非常少,目前仅局限于贵金属铱/钌催化的芳香醛基的氢氘交换反应。另一方面,氮杂环卡宾(NHC)通过与醛形成Breslow中间体进而实现醛的极翻转活化已经有半个多世纪的研究历史,然而对其最简单的反应形式,即NHC催化的醛基氢氘交换,仍然没有实现。主要的原因在于无法阻断安息香缩合反应及缺乏对活化的可逆性研究。

近日,我系闫晓宇课题组,同韩国梨花女子大学Jean Bouffard教授美国加州大学圣地亚哥分校Guy Bertrand教授合作,基于课题组发展的系列1,2,3-三唑卡宾(即MIC),通过阻断安息香缩合反应实现了无金属催化下醛的氢氘交换反应,反应具有非常好的底物普适性和官能团兼容性(图1)。该工作近期发表在Cell姊妹刊Chem上,第一作者为中国人民大学化学系博士生刘伟。(Wei Liu, et al., Chem, 2019, 5, 2484-2494)

图1. 介离子卡宾催化醛的氢氘交换反应。图片来源:Chem