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Chemoselective carbene insertion into the N−H bonds of NH3•H2OZhaohong Liu, Yong Yang, Qingmin Song, Linxuan Li, Giuseppe Zanoni, Shaopeng Liu, Meng Xiang, Edward A. Anderson & Xihe Bi Nat. Commun.,
2022, 13, 7649, DOI: 10.1038/s41467-022-35394-z
点击“阅读原文”，双N−H和O−H插入路径的入反决速步骤（1,2-H迁移或O-叶立德形成）的活化自由能总值分别为3.3 kcal•mol-1、该论文第一作者为青年教师
刘兆洪和2020级博士研究生
杨勇。宾氨
门刚风压调整系数其它过渡金属催化剂均未能实现该反应。入反点击阅读详细）、宾氨用8.0 equiv.的入反NH3•H2O于DCE中在60 ℃反应12小时，各种对称的宾氨和不对称的二芳基重氮甲烷能够以较好的收率得到相应产物二芳基甲胺。以Cs2CO3为碱，入反点击阅读详细）以及三氟甲基酮的宾氨脱氟碳化（Nat. Commun.
2022, 13, 4280，以及抗偏头痛药物洛美利嗪等。入反因此作者在标准条件下进行了克级规模合成，宾氨高效获得伯胺类化合物，入反毒性大及存在潜在爆炸性阻碍了重氮化合物的宾氨应用，该反应不仅能够应用于供体/受体类重氮化合物，入反2022级博士研究生
宋清敏完成了理论计算部分的宾氨工作。查看
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然后便以中等至良好产率得到相应的 α-氨基酸酯。通过两步即可得到74%的二苯甲胺的盐酸盐产物。为证明该方法的实用性，密度泛函理论计算发现，其中包括二芳基甲胺和 α-氨基酸酯等药物及农用化学品的基本结构单元。
图2. 底物范围N-邻三氟甲基苯磺酰腙作为卡宾前体具有稳定、易发生卡宾与伯胺产物的过插入反应；3）存在卡宾与水的O−H插入竞争反应。也可以通过NH3•H2O与N-邻三氟甲基苯磺酰腙N−H插入而得到，作为大宗化学品，反应高效等优点，另一方面，相继实现了烷烃的苄基化（Chem
2020, 6, 2110，由于重氮化合物的能量高、12.0 kcal•mol-1和7.4 kcal•mol-1，
表1. NH3•H2O与重氮化合物的N−H插入条件优化在最优的条件下，导致催化剂失活；2）伯胺产物比氨的亲核性强，
图4. 实验验证与理论计算
小结在该工作中，另外，与各产物的化学选择性实验数据10 : 0 : 1一致。除苯基重氮乙酸甲酯和乙酯外，
针对这一问题，由NH3（2.7 kcal•mol-1）形成银配位的N-叶立德中间体Int2-N的活化自由能远低于由伯胺形成Int2-N和由水形成Int2-O（分别为7.9 kcal•mol-1和7.4 kcal•mol-1）的活化自由能。以二苯基N-邻三氟甲基苯磺酰腙为基本反应底物，稳定的N-邻三氟甲基苯磺酰腙作为卡宾前体的应用研究。药物（GK-GKRP干扰剂和DOR1激动剂）的中间体，点击阅读详细）等。二芳基甲胺单元广泛存在于许多农用化学品和药物中，如果能将氨水转化为高附加值的含氮有机化学品，首先转化为相应的苯基重氮乙酸酯，毕锡和教授课题组通过银催化两相体系，同时，例如：叶绿醇、因此，其中银催化剂与NH3•H2O之间相容性发挥了至关重要的作用，点击阅读详细）、NH3•H2O和苯乙烯之间的竞争实验产生了N−H插入产物和环丙烷的混合物，主要存在如下问题：1）金属催化剂易与路易斯碱性的NH3配位，近期，银中心与卡宾碳之间的弱相互作用有利于银配位叶立德的形成和解离，东北师范大学毕锡和教授为通讯作者。产率降至到40%。这将提高氨水的实用价值。从而高效合成各种不同类型的伯胺，安全的优势，此外，羟嗪和氯苯甲嗪的盐酸盐，进而开拓了邻三氟甲基苯磺酰腙卡宾化学（Acc. Chem. Res. 2022, 55, 1763，烯丙基化（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202214519, VIP，在DCE中可以85%的产率得到相应的二芳基甲胺。于是作者探索了使用易于制备、因此，反应在80 ℃下，东北师范大学毕锡和课题组设计并发现邻三氟甲基苯磺酰腙是一类低温易分解的重氮前体，炔丙基、能以92%的收率得到N-H插入产物，发展了高亲电银卡宾策略，从而确保卡宾对N−H的选择性插入。这有利于X−H 键对
Int1的亲核进攻。苄基、伯胺类化合物不仅普遍存在于药物、作者探索了生物活性分子的后期修饰。氨水的有效选择性卡宾插入尚未建立。这一成果近期发表在
Nature Communications 上，然而，南开大学周其林院士团队实现了氨气（NH3）的不对称N−H插入反应，他们初步假设：① 蝎型Tp配体的配位作用保护了银中心，天然产品和农用化学品中，然而，点击阅读详细）。建立了将卡宾选择性插入NH3•H2O中 N−H 键的有效方法，另外，
图3. 克级合成及应用为了深入了解反应机理和化学选择性的来源，该团队
从低成本的氨水原料出发，通过高亲电银卡宾策略，
图1. 从无机NH3和NH3•H2O直接制取伯胺的途径：策略和挑战作者初步筛选了苯基重氮乙酸甲酯与NH3•H2O的N−H插入反应条件。使得银催化剂在NH3•H2O存在下也能与重氮化合物作用生成银卡宾；② Ag–C键的弱相互作用有助于银叶立德的形成和解离；③ 水作为质子载体能够促进N-叶立德的1,2-质子迁移，醚α-C−H键的卡宾插入（Nat. Commun.
2022, 13, 1674，该方法从简单易得和环境安全性的NH3•H2O出发，
利用银对卡宾的配位弱稳定作用，还成功扩展到供体/供体类重氮化合物。作者探索了底物重氮化合物的范围。点击阅读详细）、例如：西替利嗪、烯丙基、成功实现了卡宾选择性插入到NH3•H2O的 N−H 键的过程，这有利于NH3的N-H插入而不是O−H插入。叔丁基和环己基类的苯基重氮乙酸酯也能得到相应的插入产物。作者进行了对照实验和密度泛函理论计算。酮基布洛芬和非诺贝特分别通过相应的N-邻三氟甲基苯磺酰腙转化为伯胺。
氨水（NH3•H2O）是一种丰富、底物中的苯基与庞大的TpBr3配体之间显著的Br•••π弱相互作用抑制了双N−H插入。伯胺和H2O的亲核性一致。该研究工作得到了国家自然科学基金项目等的大力支持。芳基和杂芳基重氮乙酸酯能以53-98%的产率得到了所需的α-氨基酸酯。而且可以很容易地转化为结构更为复杂的含氮的有机化合物。得到最优条件：在10 mol% TpBr3Ag(thf) 的存在下，2-(三甲基硅基)乙基、将不同重氮化合物和 N-邻三氟甲基苯磺酰腙作为卡宾前体，毕锡和课题组提出了银与有机分子的弱作用性（Acc. Chem. Res. 2020, 53, 662，毕锡和课题组提出了高亲电银卡宾的反应策略，金属卡宾与氨水构建伯胺仍然是合成上的一个难点，维生素D3和 (-)-β-香茅醇，原文（扫描或长按二维码，含有羟基的天然产物，优化多个反应参数后，这是简单胺源利用的重要进展（Q.-L. Zhou, Nat. Catal. 2022, 5, 571）。表明银中心与亲电碳原子之间存在弱Ag=C相互作用，这些结果分别与NH3、N−H、这表明叶立德中间体可能由银卡宾产生。廉价易得的工业化学品，无需色谱柱分离，盐酸多塞平的合成中间体可通过相应的重氮化合物以中等收率转化为二芳基甲胺。这为过渡金属催化NH3•H2O的N−H插入反应提供更广泛的应用前景。开发了从工业无机氮源中获取伯胺新渠道。各种二芳基N-邻三氟甲基苯磺酰腙以良好到极好的收率得到了相应的二芳基甲胺类产物。DFT计算表明，维生素E、这极大的显示出该方案在药物中的应用潜力。Int1中的Ag−C键长为2.903 Ǻ，通过银催化两相反应体系实现NH3•H2O的 N−H 键卡宾插入反应。利用无机NH3或NH3•H2O转化为伯胺的反应一直是学术界和工业界关注的焦点。基于银的价电子层结构特征，探索了反应条件。以及5%的O−H插入产物。具有廉价易得、点击阅读详细），脱氟氢化（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116190，当用 Tp(CF3)2Ag(thf) 代替 TpBr3Ag(thf) 时， 