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导读
近日，合肥工业大学食品与生物工程学院戴建军副教授课题组与埃默里大学代明骥教授课题组合作，在酰胺氮上SN2反应用于酰肼合成领域取得新进展，相关成果以“SN2 Reaction at the Amide Nitrogen Center Enables Hydrazide Synthesis”为题，在国际著名化学期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上，以Research Article形式发表。
酰肼及其衍生物是一类重要的含氮分子，具有良好的生理和药理活性。多种临床药物、天然产物以及生物活性分子中含有酰肼结构单元。酰肼的经典合成方法之一，是使用酰卤和肼直接酰化构建酰肼C–N键来实现的。该策略为酰肼分子的合成提供了有效路径，但是该方法具有反应条件苛刻、官能团兼容性差等缺陷。近年来，应用N−N偶联反应合成酰肼衍生物越来越受到有机化学家的重视并取得了一系列进展。另一方面，亲核取代反应是有机合成化学中极其重要的转变。尽管饱和碳中心的双分子亲核取代(SN2)反应得到了广泛研究和充分发展，但酰胺氮原子上的类似SN2反应仍然有限。
针对上述问题，作者提出了一种使用脂肪胺作为亲核试剂在酰胺氮原子上进行SN2反应的N−N成键方法，该方法为酰肼衍生物的合成提供了一种新的策略。这种新的N−N偶联方法，使用易于合成的O-对甲苯磺酰异羟肟酸酯和商业可得的一级、二级胺以及多种胺类上市药物反应，实现复杂酰肼结构的快速合成。该反应具有条件温和、不使用过渡金属催化剂、底物范围广、官能团兼容性好和可放大等特点。通过动力学、取代基电子效应等实验研究，作者证实了该反应经过SN2历程。此外，自由基捕获实验排除了该反应是自由基过程的可能性，计算化学研究结果也与上述实验结果匹配。总之，本研究成功实现了基于酰胺氮上SN2反应的酰肼合成。该反应不仅丰富了酰肼类分子的合成方法，还可能对酰胺氮原子上SN2反应的进一步研究有所启发。
合肥工业大学食品与生物工程学院2020级硕士生方稳、2021级硕士生罗志文和普渡大学Ye-Cheng Wang博士为论文的共同第一作者，戴建军副教授和代明骥教授为论文的共同通讯作者，合肥工业大学为论文第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金等项目资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202317570
来源：合肥工业大学食品与生物工程学院
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