反應過程
鄰羰基酰胺是一類重要的有機化合物結構單元，廣泛存在于各類天然活性分子、藥物、合成中間體中。其傳統的合成方法依賴于鄰羰基羧酸與胺的偶聯，芳基鹵代化合物的雙羰基化及金屬氧化劑對酰胺衍生物的氧化等，這些方法大都需要多步驟制備、活化原料，反應條件苛刻，或者使用有毒試劑等。因此，直接利用氧氣和簡單商品化的原料構建鄰羰基酰胺具有重要的學術研究價值和實際應用價值。
中國科學院成都生物研究所天然產物研究中心分子結構多樣性構建和藥物化學實驗室姬建新課題組在報道了首個直接利用氧氣作為氧源合成β-羰基膦酸酯后（Wei Wei, Jian-Xin Ji*，Catalytic and Direct Oxyphosphorylation of Alkenes with Dioxygen and H-Phosphonates Leading to β-Ketophosphonates. Angew. Chem. Int. Ed ,2011，50, 4997-4999），又首次實現了以芳基甲基酮及胺為原料，氧氣作為氧化劑和氧源，在銅的催化下直接合成鄰羰基酰胺。
該課題組杜鋒田博士通過同位素標記實驗、電子自旋共振技術（EPR）、LC-MS分析等多種手段對反應機理進行了深入探討。研究表明，鄰羰基醛可能是該反應的關鍵中間體，能夠與胺反應生成目標產物即鄰羰基酰胺。該反應可能的路徑如下：在胺作用下，氧氣與Cu(I)反應生成超氧陰離子和Cu(II)，然后烯胺被其氧化，再經O-O鍵斷裂生成鄰羰基醛，最后，氧化酰胺化鄰羰基醛生成鄰羰基酰胺。
該反應不僅提供了一個綠色高效的利用氧氣和簡單有機物直接合成鄰羰基酰胺的新方法，而且展示了一類新穎的利用氧氣官能化有機分子的反應模式。
該研究結果以Edge Article的形式發表于英國皇家化學會Chemical Science (DOI: 10.1039/C1SC00312G)雜志上。