伯胺类化合物,特别是芳伯胺类化合物在有机合成中发挥着非常重要的角色,伯芳胺可进行多种亲电取代反应,其自身可参与酸铵缩合,偶联,Sandmeyer等众多反应。因此,芳伯胺的合成受到了合成化学家,药物化学家们的广泛关注和研究,比如卤代芳烃的偶联,取代等。最常见的和应用最广泛的方法当属硝基的还原。硝基还原的最经典的方法是金属催化剂如Pd/C, PtO2, Raney Ni等催化的氢化还原反应,此外转移氢化也是比较常用的条件。除此之外,Zn粉,Fe粉,氯化亚锡,保险粉,硫化钠等也是应用非常广泛的,温和的还原硝基为胺基的方法。
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最近几年,化学家们陆陆续续开发出了高官能团兼容性的方法。比如,来自意大利的M. Benaglia团队(10.1021/acs.orglett.5b01698)报道了HSiCl3作为媒介的硝基还原,该方法具有绿色,无金属参与以及高官能团包容性等优点。以及来自国内外多个团队报道的联硼酸或硼酸酯参与的硝基还原,既高效,官能团兼容性也很好(10.1021/acs.orglett.9b03419,10.1021/acs.orglett.6b01274)。其中,来自韩国光州科学技术院的Min Su Han团队报道的联吡啶催化的联硼酸高效还原硝基,室温进行,反应最快只需要5分钟(J. Org. Chem. 2022, 87, 910-919)。
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除了上述方法,氢负离子还原剂,比如四氢铝锂和硼氢化钠也是非常实用的还原剂。当使用NaBH4作为还原剂时,往往需要搭配镍盐,铋盐,铜盐,钴盐等金属盐使用。今天小编和大家分享的这篇有趣的文章就和硼氢化钠有关(10.1139/cjc-2019-0444),作者使用4-甲基硝基苯(0.4 mmol)作为模板底物,筛选出的最佳反应条件是:乙醇/水(NaOH,3.7 mmol)作为混合溶剂,硼氢化钠(0.8 mmol)作为还原剂,1克头发作为催化剂,50摄氏度反应12个小时,可以以99%的产率得到产物。而其它条件不改变,反应体系不添加头发时,反应基本上不发生,这也说明头发起了作用。该反应体系具有非常好的底物兼容性,卤素,酯基,醇,酚羟基都能得到很好的兼容。除了小量的反应,该反应体系还可以放大到10 mmol规模,产率依然保持的很好,达到了85%。
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为什么头发可以催化芳香硝基类化合物的还原呢?肯定是有原因的,问题的关键就在于人类头发中含有许多的微量元素,比如Fe, Au, Cu, Mn, Mg, Cr, Co, Zn, 和Ni等,这些金属元素的含量与年纪,性别,头发的颜色等都有关系,正是这些微量元素充当了催化剂的角色。然而,考虑到每个人头发各种元素含量的差异,该方法实用性,重复性等方面需要考量。