烷基胺中氨基的活化与取代反应

烷基胺是易得的有机化合物，但基于其碳-氮键断裂的化学反应鲜有报道。我们将深入研究氨基的活化机制，发掘烷基胺中碳-氮键断裂的应用潜力，实现多种亲核试剂参与的高选择性氨基取代反应。由于反应活性、选择性依赖于离去基团的电子性质和立体位阻，我们拟采用吸电子基团、加入酸性催化剂两种措施来活化氨基，增强其离去能力，发展芳香化合物、活泼亚甲基化合物、硫酚、硫醇、硫代乙酸、亚磺酸、烯丙基硅烷、炔丙基硅烷等亲核试剂对苄型胺衍生物的非对映选择性氨基取代反应、苄型胺衍生物与炔烃的非对映选择性[3+2]成环反应以及手性二级胺催化的苄型胺衍生物对醛、酮的不对称烷基化反应。拟用钯络合物在酸性条件下断裂碳-氮键，发展多种碳、硫亲核试剂对一级烯丙型胺的氨基取代反应。通过发展这些新型的碳-碳键、碳-杂原子键生成反应，拓展碳-氮键断裂在选择性有机合成中的应用。

一级烷基胺是常见氮亲核试剂，而其氨基取代反应则鲜有报道。我们采用三类方法活化氨基并断裂碳-氮键，在此基础上发展了一级烷基胺的多种碳-碳键和碳-杂原子键生成反应。主要研究工作如下：（1）利用磺酰基活化一级烷基胺，在酸催化下断裂碳-氮键，生成的碳正离子再与亲核试剂反应。利用手性磷酸催化N-(3-吲哚基)甲基磺酰胺与苄硫醇的动力学拆分反应，以中等到优秀的回收率得到具有优秀光学纯度的磺酰胺；N-苄型磺酰胺在硫酸催化下与烯烃发生碳-氢键烷基化反应或者[3+2]成环反应，具有优秀的区域和立体选择性；N-苄型、N-烯丙型磺酰胺在铁盐催化下生成的碳正离子诱发芳基联烯的合环反应，高区域选择性地生成多取代茚。（2）一级烷基胺中氨基直接作为离去基团可以极大地提高取代反应的原子经济性。另外，手性一级烷基胺可由价廉的手性酸拆分其外消旋混和物而大量制备，有利于发展手性转移反应。利用钯/酸断裂烯丙型碳-氮键，生成的π-烯丙基钯能够与多种亲核试剂发生高选择性偶联反应。在三(二亚苄基丙酮)二钯/TMEDA催化下，手性一级烯丙型胺与有机硼酸进行偶联反应，立体构型完全翻转；在氯化烯丙基钯二聚体/BINAP催化下，丙二腈与手性一级烯丙型胺发生烯丙化反应，立体构型完全保持；发现磺酰肼高效促进钯催化的丙二腈与烯丙型胺的烯丙化反应，并在此基础上实现了手性钯络合物催化外消旋烯丙型胺的高效动力学拆分；在四(三苯基膦)钯/硼酸催化下，酮稳定的磷叶立德与一级烯丙型胺发生烯丙化反应，然后与甲醛进行Wittig反应，生成α,β-不饱和酮；在醋酸钯/BINAP/TsOH的催化下，手性一级烯丙型胺与非烯丙型一、二级胺进行脱氨缩合反应，也能够与肼发生烯丙化反应，立体构型完全保持；在氯化烯丙基钯二聚体/BINOL/硼酸催化下，手性一级烯丙型胺与亚磺酸钠发生取代反应，以构型保持的方式生成手性烯丙型砜，具有优秀的手性转移效率；在醋酸钯/BINAP催化下，手性一级烯丙型胺与磺酰肼在氧气氛围中进行氧化偶联反应，生成手性烯丙型砜，构型保持，具有优秀的手性转移效率；在三(二亚苄基丙酮)二钯/Xantphos催化下，次磷酸与一级烯丙型胺发生高效的单烯丙化反应。（3）利用氯化锌活化一级二茂铁基甲基胺的氨基，与碳、氮、硫亲核试剂发生取代反应，构型保持，具有优秀的手性转移效率。