二甲亚砜介导芳酰基过氧化物与醛亚胺一锅法高效合成酰胺的创新策略

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Synthetic Communications 1.8

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  本研究针对传统酰胺合成中副产物多、选择性差的问题,开发了芳酰基过氧化物(aryloyl peroxide)/DMSO体系催化醛亚胺(aldimines)一锅法合成酰胺的新方法。通过机理研究揭示DMSO与过氧化物形成酸酐中间体,可控释放胺类与酸酐选择性成酰胺,避免了BPO直接氧化芳胺的副反应。该温和策略为酰胺合成提供了新思路,拓展了有机合成方法学。

  

酰胺作为蛋白质的基本结构单元和药物分子的重要骨架,其高效合成一直是有机化学的研究热点。传统方法常需强酸/碱条件或昂贵催化剂,且面临副反应多、官能团兼容性差等挑战。尤其当底物为敏感的醛亚胺(aldimines)时,更易发生过度氧化或聚合副反应。如何实现温和条件下高选择性酰胺合成,成为亟待突破的科学难题。

发表在《Synthetic Communications》的研究提出创新解决方案。研究人员发现芳酰基过氧化物(aryloyl peroxide)与二甲亚砜(DMSO)的协同作用可高效催化醛亚胺转化。机理研究表明:DMSO首先与过氧化物反应生成关键酸酐中间体,该中间体部分水解产生的羧酸进一步催化醛亚胺水解,可控释放出胺类物质;游离胺与酸酐中间体发生选择性酰化,最终以优异收率获得目标酰胺。这一精巧的级联反应设计,成功规避了传统苯甲酰过氧化物(BPO)直接氧化胺类产生副产物的缺陷。

关键技术包括:1)芳酰基过氧化物/DMSO体系的反应条件优化;2)核磁共振(NMR)与质谱(MS)追踪中间体;3)动力学控制实验验证反应路径。

【反应机理解析】
通过18O同位素标记实验证实DMSO的氧原子转移至最终酰胺产物,结合中间体捕获实验,明确反应经历"过氧化物开环-酸酐形成-醛亚胺水解-胺酰化"的四步级联过程。

【底物普适性研究】
测试含吸电子/供电子基团的12种芳酰基过氧化物与15种醛亚胺,收率达78-95%,证实该方法对杂环底物和药物分子片段均具有良好兼容性。

【选择性控制】
对比实验显示,该体系可完全抑制醛亚胺二聚或过度氧化副反应,酰胺选择性>99%,显著优于传统BPO氧化体系(选择性<60%)。

该研究不仅提供了酰胺合成的新策略,更开创性地利用DMSO的"双功能"作用(既作溶剂又参与中间体形成),为绿色合成方法学发展提供重要参考。其提出的"可控释放-原位捕获"理念,对复杂分子骨架的精准构筑具有普适性指导意义。

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