Aktualności

Na łamach czasopisma Chemical Science (doi: 10.1039/D5SC08559D) ukazał się artykuł Siddhartha K. Dave’a i Sebastiana Stecko, w którym przedstawiono rezultaty ich badań nad fotoelektrochemiczną „zdalną” α- i β-C(sp3)−H funkcjonalizacją amin za pomocą bromków winylowych.  Kluczowym etapem opracowanej procedury jest regioselektywna aktywacja słabo reaktywnych wiązań C-H w oparciu o wewnątrzcząsteczkowe przeniesienie atomu wodoru (eng., hydrogen atom transfer, HAT) z wykorzystaniem rodnika arylowego. Ten ostatni powstaje w warunkach utleniających z odpowiedniego halogenku arylowego stanowiącego fragment pomocniczej grupy kierującej procesem HAT. W zależności od struktury grupy kierującej HAT, przyłączonej do atomu azotu aminy, proces wewnątrzcząsteczkowej transpozycji atomu wodoru przebiega w trybie 1,5- lub 1,6-, prowadząc do izomerycznych rodników alkilowych. Tak utworzone rodniki C w pozycji α/β względem grupy aminowej ulegają następnie sprzęganiu rodnikowemu z kompleksem Ni z winylobromkiem, dając odpowiednie α- lub β-funkcjonalizowane (alkenylowane) aminy. Proces alkenylowania prowadzony jest w warunkach tzw. sparowanej elektrolizy dodatkowo wspomaganej niebieskim światłem. Do kluczowych jego zalet należą: (1) szeroki zakres stosowalności w kontekście substratów, jakie można wykorzystać w opisanym procesie; (2) bardzo dobra tolerancja dodatkowych grup funkcyjnych obecnych w strukturze substratów; oraz (3) skalowalność, umożliwiająca gramową syntezę strukturalnie złożonych alliloamin. Ponadto możliwość dalszej funkcjonalizacji uzyskiwanych struktur, szczególnie w kierunku wybranych związków naturalnych i związków o udokumentowanym działaniu farmakologicznym, dodatkowo zwiększa potencjał syntetyczny opracowanej metody dla docelowej syntezy organicznej. Na podstawie eksperymentów mechanistycznych, autorzy ustalili, iż opisany proces obejmuje fotoelektrochemicznie indukowany anodowy cykl rodnika tioylowego oraz elektrochemicznie napędzany katodowy cykl katalityczny z udziałem kompleksu Ni. Pierwszy z nich odpowiada za generowanie anionorodnika CO2, z soli kwasu mrówkowego, odpowiedzialnego za utleniającą aktywację halogenku arylu i tworzenie kluczowego rodnika arylowego. Katodowa redukcja pośredniego kompleksu Ni(I) do kompleksu Ni(0) umożliwia zamknięcie cyklu katalitycznego Ni, co pozwala na realizację etapu sprzęgania prowadzącego do pochodnej aminy funkcjonalizowanej w pozycji C–H. Opracowane warunki umożliwiają precyzyjną synchronizację obu cykli katalitycznych zachodzących w przedstawionym wariancie sprzężonej elektrolizy, co dotychczas stanowiło istotne wyzwanie. Kluczem do tego było naświetlanie mieszaniny reakcyjnej światłem widzialnym, które jest odpowiedzialne za szybkość generowania kluczowego S-rodnika.

S. K. Dave, S. Stecko, „Remote α-and β-C(sp 3 )-H Alkenylation of Amines via Visible-Light Supported Paired Electrolysis”, Chem. Sci.