蘭州化物所低碳烴羰基化研究獲進展

　　 酰胺是一類非常重要的有機化合物，廣泛應用于醫藥、農藥、材料和化工相關領域。例如，敵稗（Propanil）為酰胺類高選擇性的觸殺型除草劑，是防除稗草的特效藥；布桂嗪（Bucinnazine）為速效鎮痛藥，臨床上用于治療偏頭痛、三叉神經痛、炎癥性及外傷性疼痛等；纈沙坦（Valsartan）為治療高血壓高效藥物。因此，酰胺化合物的高效合成一直是有機化學中最為重要的研究領域之一，對生命科學的發展、人類健康等起著非常重要的作用。

　　過渡金屬催化的烯烴氫胺羰基化反應是合成酰胺的重要方法之一，具有100%的原子經濟性，但相對于氫甲酰化反應來說，對過渡金屬催化的烯烴氫胺羰基化反應的研究較少，主要原因是該類反應有效的催化反應體應該是由[M-H]啟動。由于[M-H]只能在相對酸性的條件下才能產生，而脂肪胺較強的堿性（pkb<5）會抑制[M-H]的產生，已報道的烯烴氫胺羰基化反應只適用于芳香胺。因此，如何克服脂肪胺的強堿性導致的反應“壁壘”是必須解決的關鍵科學問題。

　　基于這一問題，中國科學院蘭州化學物理研究所研究員黃漢民帶領的研究小組，在前期C-N鍵活化研究基礎上(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7272； J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18327； J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20613)，利用胺縮醛所具有的弱堿性，以脂肪胺縮醛為氮源通過C-N鍵活化的方法，設計了鈀催化的烯烴與胺縮醛和水參與的氫胺羰基化反應，在10atm的CO條件下高區域選擇性地得到了一系列脂肪酰胺。在此基礎上，設計了由Pd/多聚甲醛/酸組成的有機小分子與過渡金屬共催化劑體系，實現了各類胺參與的烯烴氫胺羰基化反應，高區域選擇性地獲得鏈狀酰胺，該催化體系解決了長期以來困擾烯烴氫胺羰基化的科學難題，有望推動相關領域的發展。該研究成果以Palladium-Catalyzed Hydroaminocarbonylation of Alkenes with Amines: A Strategy to Overcome Basicity-Barrier Imparted by Aliphatic Amines 為題發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, DOI: 10.1002/anie.201502405上。利用該方法可以以價廉易得的大工業制品乙烯或丙烯為原料一鍋法高效合成除草劑敵稗和速效鎮痛藥布桂嗪藥物，相關ZL正在申請當中。

　　以上工作得到了國家自然科學基金和蘭州化物所“一三五”規劃重點培育方向項目的長期支持。

酰胺化合物

低碳烴羰基化研究獲進展