氘代试剂(氘代试剂价格)

大连化物所陈庆安课题组JACS：醛的Tsuji-Wilkinson脱羰氘代研究领域取得新突破本文来自微信公众号：X-MOLNews

氘标记的化合物广泛应用于许多领域。自从美国美国食品药品监督管理局(FDA)批准氘代药物Austedo以来，还有许多其他氘代药物候选药物在临床试验中，如d1-JNJ38877605，d3-enzalutamide。由于碳氘键的稳定性优于碳氢键，药物(重药)中氘原子的取代有望改善药物代谢，延长半衰期，提高疗效，减少副作用。此外，氘代化合物还广泛应用于机理研究和核磁共振波谱分析。因此，开发一种简单有效的氘化方法具有重要意义。

醛类广泛存在且价格低廉。通过醛的脱羰和氘化制备相应的氘代化合物具有很大的优势。就醛类化合物甲酰基的烃/碳-碳键离解能(BDE)而言，脱羰氘化将比尚未实现的甲酰基直接氘化更具挑战性。虽然铑催化醛的Tsuji-Wilkinson脱羰反应已经发展得很好，但通常需要较高的温度(>:160 ℃)。因此，在相对温和的条件下铑催化醛的脱羰/氘化反应具有一定的研究价值。

近日，中科院大连化物所陈清安团队(点击查看介绍)，在过渡金属催化脱羰功能化前期工作(org。莱特。, 2020, 22, 3386–3391;安琪化学公司。里面的由…编辑，2021，60，1583-1587)和羰基化合物的过渡金属催化转化(Chem .Sci。, 2019, 10, 9560-9564;ACS目录。, 2021, 11, 6825–6834;安琪化学公司。里面的由…编辑、2022、61、E202207202等。)，以重水为氘代试剂，然后在相对温和的条件下实现了醛类的铑催化Tsuji-Wilkinson脱羰氘代反应，合成了一系列高附加值的氘代化合物。

图一。醛的脱羰/氘化反应。

发现溶剂对铑催化脱羰反应影响很大，以介电常数大的水为溶剂时反应效果最好。

2.溶剂对铑催化醛脱羰反应的影响。

受上述结果的启发，研究人员继续探索铑催化的醛类脱羰和氘化反应。通过对反应条件的选择，得到了最佳反应条件:醛(0.20 mmol，1.0当量。)、[RH (COD) (OH)] 2 (2摩尔%)、Xantphos (4摩尔%)、PHNO2 (20摩尔%)、D2O (1.0 m)、120℃

表1。铑催化醛脱羰的优化。

在获得最佳条件后，研究人员探索了铑催化醛的脱羰和氘化反应的底物范围。结果表明，含有联苯、萘、芴、蒽和芘骨架结构的醛类可以有效地转化为相应的氘代产物。被烷氧基、含氮基团、Bpin、Cl、Br、吡啶、CN或羧基取代的醛也适用于该反应体系；含杂芳基的醛、二茂铁甲醛、对苯二甲醛和雌酮衍生物也可以参与反应。由于H/D交换，可以得到超高氘化率的脱羰氘代产品。此外，脱羰氘化的策略还可以合成一系列氘代烯烃(图3)。此外，这种水促进的脱羰策略可以在90分钟内实现芳基醛和烯基醛的高效脱羰。

图3。铑催化醛脱羰反应的底物范围。

随后，作者研究了该反应的反应机理。与其他溶剂相比，以H2O为溶剂时，联苯产品的收率可达70%，飞行时间为52.5 h-1。以H2O为溶剂，氘代4-苯基苯甲醛反应后，脱羰非氘代产物的收率可达72%，证明了反应过程中H/D交换的可行性。然而，当4-苯基苯甲醛在标准条件下反应5分钟时，没有检测到氘代4-苯基苯甲醛的形成，这排除了醛本身和D2O之间H/D交换的可能性。当4-苯基苯甲醛在D2O和H2O的混合溶剂中反应时，非氘代产物与氘代产物之比为3.3/1，表明C-H键的断裂或形成步骤可能是反应的决定性步骤。气相分析表明，反应中没有CO2气体产生，当4-苯基苯甲酸在标准条件下反应时，没有脱羧和氘化产物产生，这表明反应不是脱羧，而是脱羰。此外，在该反应中还观察到了一些配体氧化现象。通过不同配体的对比实验，发现只有Xantphos作为配体会对反应有利，而氧化膦配体根本不能促进反应。虽然添加剂硝基苯对反应有促进作用，但硝基苯也能实现对Xantphos的氧化，所以硝基苯的加入量不宜过多。研究人员还进行了该反应的放大实验，进一步证明了该反应的实用性。

图4。对照实验及反应机理研究。

最后，基于机理实验和相关文献报道，提出了可能的反应机理。首先，Rh-OH物种A和D2O之间发生配体交换，生成RhI-OD物种B；然后，B被氧化加成到醛1上，形成RhIII物种C，这很容易通过其电荷被水分散而形成。rhii-H物种C与D2O进行H/D交换生成rhii-D复合物D，然后D进行配体解离生成具有空配位位点的Rh(III)物种E，然后CO反向插入Rh(III)物种E得到rhii-D复合物F；最后，F被还原消除，得到脱羰氘化的目标产物2，Rh活性催化剂B被再生进入下一个催化循环。

图5。铑催化醛脱羰和氘化的可能反应机理。

摘要

陈庆安的团队在Tsuji-Wilkinson中开发了一种高效的铑催化的醛脱羰和氘化反应。反应条件相对温和，底物范围广，产物氘化率高。其中，D2O不仅可以作为氘代试剂和溶剂，还可以通过分散高价铑积累的电荷，促进铑催化醛的脱羰反应。这种脱羰氘化的策略可以很容易地从廉价的醛类中获得许多其他方法难以获得的氘代化合物，是对其他方法的补充。

这项成果最近发表在《美国化学学会杂志》上。文章第一作者为大连化工学院博士生闵香婷，通讯作者为大连化工学院研究员陈庆安。

铑催化的氘代Tsuji–Wilkinson醛与氧化氘的脱羰反应

闵香婷，勇，冰，何立波文，婷，丁，燕，万伯顺，和青*

J.我是。化学。社会主义者，2022，144，11081–11087，DOI: 10.1021/jacs.2c04422

陈庆安研究员课题组简介

中国科学院大连化学物理研究所仿生催化合成研究组成立于2017年。其成员包括9名工作人员和17名研究生，包括陈庆安研究员(研究组组长)和万伯顺研究员。在不对称催化反应、过渡金属催化以及上述方法学在天然产物和手性药物合成中的应用方面有很好的学科积累。目前主要研究领域为仿生催化合成和过渡金属催化。目前的研究方向包括:1)基于生物代谢的基本原理，发展仿生催化合成；2)过渡金属催化烯烃和炔烃的有效不对称转化；3)发展大宗化学品的绿色转型。

课题组常年招收副研究员、博士后、研究助理、研究生、联合培养生。欢迎有志青年加入。

研究小组网站:

http://www.lbcs.dicp.ac.cn

陈庆安研究员简介

陈庆安，福建泉州人。2007年，我从中科大化学系毕业，导师是游天霸教授。2012年获中国科学院大连化学物理研究所博士学位，导师为周永贵。2012-2015年在美国加州大学欧文分校做博士后研究员，师从Vy教授。董先生是他的共同导师。2015-2017年，在德国柏林工业大学马丁·奥斯特里奇教授研究组担任德国洪堡学者。2017年4月加入大连化工材料研究所开展自主研究，并被聘为课题组组长、张青年学者。

自研究工作开始以来，已在Nature Chem等国际权威期刊上发表了58篇文章。，自然共同体。化学博士。SOC。，Angew。化学。里面的由…编辑，总引用超过3000次，平均引用超过60次(截至2022年5月)。2017年获得辽宁省自然科学一等奖(排名第二)，2020年获得“Thieme化学期刊奖”国际学术奖。目前主要研究领域为仿生催化合成和有机金属化学。

陈清安

http://www.lbcs.dicp.ac.cn/Prof_Chen.htm

https://www.x-mol.com/groups/qachen