近年來,有機(jī)硅化合物引起了化學(xué)家們的廣泛關(guān)注。然而,同為同族元素的鍺的研究則相對(duì)較少。相比于硅原子與碳原子,鍺原子具有更強(qiáng)的正電性、更大的原子半徑與更強(qiáng)的疏水作用,因此向有機(jī)化合物中引入鍺原子會(huì)導(dǎo)致獨(dú)特的化學(xué)與藥理學(xué)性質(zhì),具有潛在價(jià)值。結(jié)合胺類化合物的重要性,如何在含氮單元上引入鍺原子,是富有學(xué)術(shù)意義和研究?jī)r(jià)值的課題。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王曉明課題組致力于雙多核金屬催化和脫氧官能團(tuán)化反應(yīng)研究。近年來王曉明課題組發(fā)展了多金屬介導(dǎo)的單電子還原策略,將酰胺轉(zhuǎn)化為α-氨基卡賓中間體,實(shí)現(xiàn)了酰胺脫氧芳基化與脫氧多氟芳基化反應(yīng)(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 17088–17093; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202115497)。近期,他們進(jìn)一步發(fā)展了這一體系,成功實(shí)現(xiàn)了Mg/SmI2促進(jìn)的酰胺與鍺氫化合物的脫氧鍺基化反應(yīng)(Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 10.1016/j.xcrp.2022.101116)。該反應(yīng)原料易得,條件溫和,具有廣泛的底物適用范圍,可以很方便地制備α-鍺基胺類化合物(圖1)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和薛小松研究員課題組合作展開的理論計(jì)算,初步推測(cè),惰性酰胺首先生成了α-氨基卡賓中間體,隨后發(fā)生協(xié)同的鍺氫鍵插入過程得到最終的產(chǎn)物。
圖1 酰胺與鍺氫的直接脫氧鍺基化反應(yīng)
除了對(duì)芳基酰胺底物和鍺氫底物的范圍進(jìn)行了考察之外,作者還將該方法應(yīng)用于一些藥物分子衍生的酰胺的轉(zhuǎn)化中,結(jié)果表明該反應(yīng)可有效兼容一些復(fù)雜藥物分子結(jié)構(gòu),進(jìn)一步證實(shí)了所發(fā)展方法的實(shí)用性和應(yīng)用價(jià)值(圖2)。
圖2 復(fù)雜分子衍生物的脫氧鍺基化
2019級(jí)博士生王宇霄為該論文的第一作者,王曉明研究員與薛小松研究員為共同通訊作者。該研究受國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、上海有機(jī)所以及金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助。