烯烃和炔烃的氧化反应怎么理解（NC烯烃的12-氨基氧化与析氢反应）
烯烃和炔烃的氧化反应怎么理解（NC烯烃的12-氨基氧化与析氢反应）自1975年以来，过渡金属（如Pd、Os、Rh、Cu、Fe、Mn、Ir等）催化，利用牺牲氧化剂（包括高价碘、过氧化物、重氮二羧酸盐、含氟氧化剂、TEMPO等）作为氧化诱导策略实现烯烃1 2-氨基氧化得到了蓬勃发展。尽管烯烃的1 2-氨基氧化合成已开发了许多有吸引力的方法，但是仍然存在一些挑战，一个内在的挑战是反应过程中区域和化学选择性的精确控制。β-氨基醇，作为一种具有独特生理活性的基本框架，广泛存在于制药、天然产物和配体中，由于其重要性，β-氨基醇的合成和转化引起了合成化学家和药剂师的广泛关注。烯烃的1 2-氨基氧化合成 β-氨基醇是实现这一合成目标的理想途径之一。通讯作者：黄志良*， 王涛*，雷爱文*单位：江西师范大学，江西中医药大学，武汉大学【研究背景】
NC：烯烃的1 2-氨基氧化与析氢反应
【文章信息】
烯烃的1 2-氨基氧化与析氢反应
第一作者：刘升长，王盛淳
通讯作者：黄志良*， 王涛*，雷爱文*
单位：江西师范大学，江西中医药大学，武汉大学
【研究背景】
β-氨基醇，作为一种具有独特生理活性的基本框架，广泛存在于制药、天然产物和配体中，由于其重要性，β-氨基醇的合成和转化引起了合成化学家和药剂师的广泛关注。烯烃的1 2-氨基氧化合成 β-氨基醇是实现这一合成目标的理想途径之一。
自1975年以来，过渡金属（如Pd、Os、Rh、Cu、Fe、Mn、Ir等）催化，利用牺牲氧化剂（包括高价碘、过氧化物、重氮二羧酸盐、含氟氧化剂、TEMPO等）作为氧化诱导策略实现烯烃1 2-氨基氧化得到了蓬勃发展。尽管烯烃的1 2-氨基氧化合成已开发了许多有吸引力的方法，但是仍然存在一些挑战，一个内在的挑战是反应过程中区域和化学选择性的精确控制。
因为参与反应的含氧和含氮亲核试剂通常表现出相识的反应性。包括邻位双胺化、1 2-氧化胺化、邻位双氧化的其他潜在反应发生，对合成目标产物1 2-胺化氧化造成不利影响。另一个挑战是在应用中，开发对氧和氮源具有良好兼容性的温和方法。尤其是对于含O-H和N-H化合物，其代表一种直接且原子经济的途径。
因此，开发一种高效、廉价且易于操作的方法，O-H和N-H化合物无需预官能团化来实现烯烃1 2-氨基氧化是可取的，但仍然具有挑战性。本篇观点展示了电化学诱导产生N-中心自由基（NCR）参与烯烃的1，2-氨基氧化策略，无需外加催化剂和氧化剂，具有可持续和实用的独特性。
图一．课题研究背景及课题介绍
a. β-氨基醇类生物活性代表化合物；b. 分子间烯烃1 2-氨基氧化优势和挑战。3. 电化学氧化烯烃的1 2-氨基氧化工作概述。
【文章简介】
近日，来自江西师范大学的王涛教授与武汉大学的雷爱文教授合作，在国际知名期刊Nat. Commun.上发表题为“1 2-Amino oxygenation of alkenes with hydrogen evolution reaction”的研究论文。
该工作通过电化学诱导产生N-中心自由基（NCR）参与烯烃的1 2-氨基氧化策略，使用商用氧和氮源作为起始材料，为β-氨基醇衍生物合成提供了一种廉价、可放大有效途径。其广泛的底物适用性及流动化学合成可放大性展示了该策略良好的应用前景。此外，此方法可以扩展到其他烯烃的胺化氧化官能化，从而显示出电化学诱导N-中心自由基（NCR）应用潜力。
图二．底物范围
a. 烯烃的底物范围：石墨棒阳极（Φ6mm），铂板阴极（15mm×15mm×0.3mm），I = 4mA，磺酰胺类（0.3mmol），烯烃（0.9mmol），DBU（0.6mmol），TBABF4（0.3mmol），DCM/TFE（4/2mL），r.t.，5h，分离池，N2。b. 磺酰胺底物范围。C烯丙基醚类化合物（1.8mmol）。d DBU (0.39mmol) I = 5mA，6h. e烷基烯烃（3.0mmol）。
图三．反应拓展及合成应用
A. 烯烃与不同类型的亲核试剂反应。 a 与醋酸水溶液反应条件：石墨棒阳极（Φ6mm），铂板阴极（15mm×15mm×0.3mm），I = 5mA，1a（0.3mmol），烯烃（1.8mmol），TBAOAc（0.3mmol），1.0 ml HOAc (36%) NaOAc (1.2mmol) DCM/TFE（5/0.5mL），r.t.，6h，分离池，N2。b 与各类羧酸反应条件：c TBABF4 (0.3mmol) 羧酸 (1.8mmol) 对应羧酸钠 (1.2mmol)。d 1a (0.3mmol) 烯烃 (0.9mmol) DBU (0.6mmol) TBABF4 (0.3mmol) DCM/ROH (2mL/4mL)。e 1a (0.3mmol) 烯烃 (1.8mmol) DBU (0.6mmol) TBABF4 (0.3mmol) 吡唑 (1.8mmol) DCM/TFE (5mL/0.5mL)。B. 合成应用。C. 连续流反应的克级。D. Halostachine 的合成。
【本文要点】
要点一：电化学诱导产生N-中心自由基（NCR）参与烯烃的分子间氨基官能团化策略操作简单，区域选择性高，底物适用范围广。
在装有搅拌子的10 ml 三口反应管中依次加入底物磺酰胺1a 和 电解质四丁基四氟硼酸铵，装入电极后在氮气氛围下，通过注射器、微量注射器依次注入4 ml 二氯甲烷、2 ml 三氟乙醇、2.0 equiv. DBU、3.0 equiv. 烯烃。混匀后在室温条件下，通入4 mA 电流，反应5 h，反应结束后，将反应液减压去除后分离得到相应的目标产物。
目标产物具有良好的区域选择性且能够兼容各种拉电子或供电子、邻位、间位和对位取代的各种芳香烯烃（4aa-4as），乙烯基醚(4at-4az) α-甲基取代乙烯基醚（4ba）甚至烷基烯烃（4bb）。苯环上含各种拉电子或供电子的磺酰胺底物也能够兼容（5a-5j），萘苯磺酰胺（5k），杂环磺酰胺（5i 5m），以此同时，N-取代长链、短链、位阻较大的N-异丙基、N-叔丁基苯磺酰胺（5n-5r）甚至N-苄基磺酰胺（5s）及N-取代氨基酸酯苯磺酰胺(5t)。
要点二：在温和条件下从烯烃和磺胺类中获得 β-氨基醇衍生物的电氧化三组分方法，氧源和氮源更具一般性和代表性
文章描述了在温和条件下，电化学诱导烯烃的双官能团化三组分反应，作为亲核试剂，氧和氮的来源更具代表性，展现出能够兼容各类型的亲核试剂。巧妙的设计将溶剂作为氧源参与烯烃的双官能团化（6n-6p）；控制三氟乙醇的量反应能够与醋酸水溶液获得中等收率的目标产物（6a-6j）；同时将不同类型的羧酸及羧酸盐代替醋酸水溶液及醋酸钠能够引入不同类型的羧基化产物（6k-6m）；与含氮亲核试剂反应能够实现烯烃的双胺化（6q-6s）。
要点三：连续流动反应器放大实验及天然产物Halostachine高效合成进一步展示了电化学诱导产生NCR 在1 2-氨基氧化中的应用潜力
在放大实验中，一体池反应时间需要50小时底物基本消耗完，且产率只有58%。使用电化学流动反应装置，反应同样放大20倍，将反应流速调至0.8 mL min-1，75 mA 反应只需9 h 产率达到81% (4a)。同样为检验流动反应的适用性，我们还分别选取了α-甲基乙烯基甲醚（4ba）和具有代表性的羧酸根亲核试剂（6a），产率分别为93%、72%，均优于电化学一体池反应效果。另外，基于此电化学合成策略，我们获得化合物9，进一步脱保护能够快捷的合成天然产物Halostachine。
要点四：前瞻
论文描述了一种在温和条件下由烯烃提供 β-氨基醇衍生物的电诱导方法，使用容易获得的磺胺和醇作为氮和氧源，并释放出H2，无需额外的氧化剂和金属催化剂。在连续流电反应器中范围广、性能好、天然产物的有效合成显示了其潜在的应用性。此外，这种方法可以扩展到其他烯烃氨基官能化，从而有可能启发电诱导的 NCR其他转化发展。
【文章链接】
1 2-Amino oxygenation of alkenes with hydrogen evolution reaction.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32084-8.
【通讯作者简介】
雷爱文教授
1995年7月于安徽淮北煤炭师范学院（今淮北师范大学）获学士学位，2000年7月于中国科学院上海有机化学研究所获理学博士学位。 2000年9月至2003年8月，美国宾夕法尼亚州州立大学（Pennsylvania State University） 博士后。 2003年8月至2005年3月美国斯坦福大学（Stanford University）研究助理（Research Associate）。2005年3月回国到武汉大学化学与分子科学学院。2010年，获国家杰出青年基金。
王涛教授
博士，二级教授，享受国务院政府特殊津贴，博士生导师。2004年6月获华中师范大学农药学博士学位，江西省化学生物学重点实验室主任，江西省新药研发产教融合重点创新中心主任，南昌市科学技术奖励评审委员会委员。曾任江西师范大学科技处处长。先后主持完成（承担）国家自然科学基金（4项）、科技部中小企业创新基金、江西省自然科学基金重点项目等课题30余项。获授权中国发明专利16项。
主持“绿色碳杂原子（C-X）成键反应研究”项目获2020年江西省自然科学奖一等奖，主持研制的"YSD-II型聚氨酯防水涂料"获江西省优秀重点新产品奖，指导本科生的作品分别获得第十四届、第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛（科技发明类）全国二等奖。先后在Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci. Chem. Comm. Green Chem. Org. Lett. Adv. Synth. Catal. J. Agric. Food Chem. J. Org. Chem.等国内外学术刊物上发表专业论文96篇。
【第一作者介绍】
刘升长
江西中医药大学教师，讲师，2011年7月于江西中医学院 药学院 药学专业 获理学学士学位，2014年7月毕业于广西中医药大学 药学院 药物化学专业。江西师范大学 化学与化工学院 化学专业 在读博士，主要研究方向电化学有机合成，功能小分子药物合成。
王盛淳
武汉大学高等研究院博士后，2021年博士毕业于武汉大学，有机化学专业。主要研究自由基产生机制及合成应用，电子顺磁共振波谱学等。
