近日，中国科学技术大学傅尧教授课题组发展了一种以甲酸为碳源的非贵金属催化胺甲基化反应，研究成果发表在德国应用化学杂志（Angew .Chem. Int. Ed., 2015, 54, 9042）。
该方法利用非金属Lewis酸催化剂[B(C6F5)3]与聚甲基氢硅氧烷（有机硅工业中廉价环保的副产品）相结合，高效、高选择性地实现了一系列不同结构芳香胺或脂肪胺的N-甲基化反应，并成功地将该方法应用于药物分子布替萘芬的绿色合成中，产率高达91% (图 1)。
图1 药物分子布替萘芬的合成
甲酸是基本有机化工原料之一，广泛应用于制革、医药、纺织、印染等行业，在化学合成中可以做为液体氢源和C1结构的来源，该课题组在前期研究中成功实现了从糖类生物质到甲酸的催化转化（ChemSusChem, 2012, 5, 1313），为可再生碳资源利用提供了新的途径。而N-甲基取代胺类化合物是重要的有机中间体，广泛存在于药物分子结构中。传统催化胺类N-甲基化反应往往需要使用贵金属钌、铂催化剂，但是由于催化剂价格昂贵和药物中重金属残留等问题，极大限制了这些方法的应用。在本工作中新发展的非贵金属Lewis酸催化反应是一种经济、绿色、环保的新方法，同时使用了生物质来源的甲酸作为甲基化试剂，有望取代传统方法，应用于精细化学品和药物分子的绿色合成中。
此外，该方法的底物范围还可以拓展到其它生物质来源的烷基羧酸(图 2)，如乙酰丙酸等，使其可以直接作为烷基化试剂应用于重要胺类的烷基化中。从理论上也首次指出非金属阻碍的路易斯酸催化剂[B(C6F5)3]不仅仅可以运用在多重键还原，也可以运用于催化还原的碳-杂原子成键反应。
图2 乙酰丙酸作为烷基化试剂的应用
该论文的第一作者为中国科学技术大学化学与材料科学学院博士生付明臣。这项研究得到国家973计划（2012CB215306）和国家自然科学基金 (21325208, 21172209, 21361140372)等项目资助。
相关文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201503879/abstract