前沿

      β-氨基酸作为一类优势骨架在药物设计中具有独特的应用潜力，同时也是有机合成中的重要中间体。其根据分子中取代基的位置分为β3-, β2-, β2,3-, β3,3-, 和β2,2-氨基酸这几类。由Mannich反应类型合成β-氨基酸是最为普遍的策略，但是，主要合成β3, β2, 和β2,3-氨基酸，对于β2,2-氨基酸衍生物合成仍然具有重大挑战。近年来，利用光催化PCET，EnT，SET过程得到的氮中心自由基(NCRs)，并实现其与烯烃的化学转化能够合成含氮化合物。其中，Glorius组利用该策略成功合成β3-氨基酯化合物（Nat. Chem. 2022, 14, 1174-1184）。另外，近来由NHC-自由基中间体的化学转化构建C-C键受到广泛关注。基于此，西北大学Karl A. Scheidt团队在其前期NHC-自由基中间体化学转化研究基础上，报道了NHC/光氧化还原共催化焦碳酸酯、酰亚胺与偕二烯烃的自由基加成反应，高选择性合成β2,2-氨基酯化合物DOI：10.1021/jacs.3c09875 （图1）。

图1来源J. Am. Chem. Soc.

实验结果

      首先，作者选用N-Boc苯甲酰胺1a，二乙基焦碳酸酯2a和α-甲基苯乙烯3a为模板底物，进行反应条件的优化。发现以Az-1为NHC催化剂，PC-1为光催化剂，K2CO3 为碱，MeCN为反应溶剂，在427 nm的蓝色LED灯照射下18 h，能够以85%的分离收率得到目标化合物4a（图2）。

图2来源J. Am. Chem. Soc. 

      随后，作者在得到最佳反应条件后，对底物进行普适性考察。各种类型的偕二烯烃、焦碳酸酯和酰亚胺均能适用该催化体系，得到相应的目标化合物（图3）。

图3来源J. Am. Chem. Soc. 

      最后，作者对该反应提出了一个可能的机理。首先，NHC Az-1在碱作用下脱氢得到活化NHC催化剂，并与焦碳酸酯2发生亲核加成得到中间体IV。中间体IV经历单电子氧化过程得到NHC-自由基中间体V。另一方面，酰亚胺I阴离子中间体经历单电子还原得到关键的酰亚胺自由基中间体II，随后与烯烃发生加成反应得到苄基自由基中间体III。最后，中间体III与中间体V发生自由基交叉偶联反应得到最终产物4（图4）。

图4来源J. Am. Chem. Soc. 

编者结语

      西北大学Karl A. Scheidt团队成功利用NHC/光氧化还原共催化策略，实现酰亚胺、焦碳酸酯与烯烃的加成反应，高区域选择性地得到β2,2-氨基酯化合物。该方法的实现，为NCRc的化学转化提供了一种新的思路。

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c09875

Nao Tanaka, Joshua L. Zhu, Oniya L. Valencia, Cullen R. Schull, and Karl A. Scheidt*

参考文献：

4. ACS Catal. 2021, 11, 2925-2934

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