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导读
近日，西湖大学石航课题组在《美国化学会志》发表了题为“Amination of Aminopyridines via η6‑Coordination Catalysis”的研究论文（J. Am. Chem. Soc.2024,10.1021/jacs.4c07306）。石航课题组在研究中发展了吡啶环的η6配位活化策略，建立了钌催化的氨基吡啶与烷基胺的SNAr反应，为杂芳环的官能团转化提供了新策略。西湖大学博士后陈佳佳为论文第一作者，理学院副教授石航为文章通讯作者。
吡啶类化合物在医药、催化等领域应用广泛。由于sp2杂化氮原子的存在，吡啶通常与过渡金属生成η1配合物。在合成化学领域，该特性被广泛应用于配体的发展以及导向的C–H键和C–C键活化。西湖大学石航课题组致力于开发π配位活化芳香环的反应体系，基于过渡金属与苯环形成η6配合物而建立了一系列催化反应。近日，该课题组通过研究过渡金属与吡啶环的π配位模式，实现了钌催化的氨基吡啶SNAr胺化反应，为杂芳香环催化转化提供了新的思路。
图1.过渡金属与芳香环代表性配位模式
首先，作者制备了4-甲基-2-氨基吡啶的η6配合物1a'，并通过配合物实验成功实现了4-甲基-2-氨基吡啶的取代反应。进一步，以2-氨基吡啶和正己胺为模板底物，通过配体优化，发现大位阻的三叔丁基Cp钌催化剂（cat.10、cat.11）展示出高催化活性，反应收率达到97%−100%（图2）。当使用MgBr2, Mg(OTf)2, AlCl3, Sc(OTf)3等30多种路易斯酸代替钌催化剂时，最优仅有小于1%的痕量产物被检测到。该控制实现揭示π配位活化的独特性。
图2.反应开发
该催化反应兼容炔基、硅基、氨基、烯基、羟基、缩醛等各种官能团。另外，当采用含立体中心或者15N标记的烷基胺时，分别得到大于96%手性保持、大于20:1顺反保持以及大于93% 15N标记率的目标产物。然而，3-氨基吡啶反应收率较低（图3）
图3.部分底物展示
Ru催化剂与胺基吡啶配位监测实验支持η6-氨基吡啶是重要的反应活性中间体（图4）。此外，配合物反应实验揭示：相比于五甲基Cp，三叔丁基Cp配体可以显著提高钌配合物的取代反应效果（见原文）。
图4.π配位监测实验
综上，石航课题组发展了吡啶环的η6配位活化策略，建立了钌催化的氨基吡啶与烷基胺的SNAr反应，为杂芳环的官能团转化提供了新策略。相关后续研究工作正在进行中。
课题组网站地址：https://hangshi.lab.westlake.edu.cn
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07306
来源：西湖大学理学院ScienceWestlake
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