对药物分子的氘代反应可通过同位素效应调节其生物活性。此外氘代标记也常常用于有机反应和生物有机反应的机理研究来促进药物研发。因此,发展一种高效氘代有机分子的方法非常有必要。由于卤代分子的易得性,脱卤氘代反应是一类比较实用和重要的反应。但是目前的方法无法在活化和非活化的烷烃卤代物之间做到高选择性的反应,甚至在烷烃卤代物和芳环卤代物之间也难实现选择性活化。近日,美国康奈尔大学的Song Lin教授通过不同卤代物还原电势的区别用电化学方法实现高选择性的自由基极性交叉卞位脱卤氘代反应。
由于卞卤的还原电势比烷烃卤代物高,卞卤可被选择性电化学还原生产卞基自由基。然后通过进一步还原得到卞基阴离子和氘水反应得到氘代产物。该方法在实现高位点选择性,高产率,高氘代率的卞位脱卤氘代反应同时兼容易被氧化的C–H键,复杂的杂环,酸性官能团(醇和酰胺)以及酯基。值得一提的是,该方法虽以氘水为氘源但能实现选择性的卞卤电化学还原而不是氘水电解。这主要是因为质子还原在网状玻璃碳电极上有很高的过电势。 此外该方法可通过条件控制对于含硫醚类底物实现净还原反应或者自氧化还原反应。例如,以N,N-二异丙基乙基胺为牺牲还原剂时,仅发生脱卤氘代反应。以四丁基氯化铵或三苯基膦为牺牲还原剂时,脱卤氘代反应则和硫醚氧化反应同时发生。 总之,该工作在实现卞位脱卤氘代反应的同时通过选择不同牺牲还原剂的策略来调控产物。该策略能为其他电化学反应的研究提供新思路。 论文信息 Deuterodehalogenation Under Net Reductive or Redox-Neutral Conditions Enabled by Paired Electrolysis Devin Wood, Prof. Song Lin Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202218858