Cu(Ⅱ)/Ag(Ⅰ)催化芳香羧酸和邻氨基苯甲酰胺的选择性脱羧胺化反应

引用本文: 沈丽, 张洁, 谢建伟. Cu(Ⅱ)/Ag(Ⅰ)催化芳香羧酸和邻氨基苯甲酰胺的选择性脱羧胺化反应[J]. 有机化学, 2019, 39(4): 1153-1159. doi: 10.6023/cjoc201811010 shu

Citation: Shen Li, Zhang Jie, Xie Jianwei. Cu(Ⅱ)/Ag(Ⅰ)-Catalyzed Selective Decarboxylated Amination of Aromatic Carboxylic Acids with o-Aminobenzamides[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2019, 39(4): 1153-1159. doi: 10.6023/cjoc201811010 shu

Cu(Ⅱ)/Ag(Ⅰ)催化芳香羧酸和邻氨基苯甲酰胺的选择性脱羧胺化反应

石河子大学化学化工学院/新疆兵团化工绿色过程重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地石河子 832003

通讯作者: Xie, Jianwei, E-mail: cesxjw@foxmail.com

基金项目:

国家自然科学基金（No.21606153，21868032）资助项目

摘要: 以Cu（OTf）₂和AgOTf为催化剂，研究了取代邻硝基苯甲酸和取代邻氨基苯甲酰胺的选择性C-N交叉偶联反应，以中等收率合成了17个二芳基胺类苯甲酰胺.该方法为芳香胺的选择性N-芳基化提供了一种新的选择.

关键词:

English

芳基含氮化合物是天然产物和生物活性分子中重要的结构单元, 其中过渡金属催化芳基卤化物、芳基硼酸或芳烃与含NH亲核试剂的C—N交叉偶联是合成该类化合物的重要方法, 如Buchwald-Hartwig胺化反应^[1]、Ullmann型C—N偶联反应^[2]、Chan-Lam-Evans偶联反应^[3]和芳烃的C—H胺化反应^[4]等.

和传统的芳基试剂相比, 羧酸化合物具有价廉、易得、稳定和低毒等特点, 且广泛存在于自然界中^[5].因此, 以羧酸为原料通过脱羧偶联来构建C—X键吸引了众多合成化学家的目光, 并在近些年引起了人们的广泛重视, 并得到了快速的发展. 2002年, Myers等^[6]首次报道了芳基羧酸和苯乙烯、丙烯酸酯的脱羧Heck偶联反应.随后, Goossen^[7], Forgione^[8]及其他课题组^[9]在C—C键构建上开展了系列研究工作.与此同时, 在C—S^[10], C—X (X＝I, Br, Cl)^[11], C—P^[12]和C—O^[13]等化学键的构建中也有相关文献报道.然而, 对于铜催化羧酸与含氮化合物的脱羧交叉偶联形成C—N键的报道相对较少. 2010年, Jia等^[14]报道了以CuCl₂•2H₂O为催化, 以甲苯为溶剂, 在100 ℃空气氛围下丙炔酸与环内酰胺进行脱羧胺化反应, 以32%~86%的产率得到一系列的炔酰胺类化合物. 2012年, Zhang等^[15]报道了以CuCl₂为催化剂, 1, 10-邻菲罗啉为配体, 苯甲醚为溶剂, 在170 ℃下芳香羧酸与环内酰胺进行脱羧胺化反应. 2015年, Sheng等^[16]报道了以CuSO₄和Ag₂CO₃为催化剂, N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂, 在140 ℃严格无水的条件下, 芳香羧酸分别与酰胺、缺电子芳胺进行脱羧胺化反应.反应以35%~91%的产率得到一系列N-芳酰胺及二芳基胺类化合物, 值得注意的是, 部分邻位没有硝基取代基的苯甲酸作为反应物, 也可以使得反应顺利进行.但是, 芳香羧酸与同时含有氨基和酰胺基团底物的选择性脱羧胺化反应目前还未见有文献报道.基于本课题组^[17]近年来长期从事铜催化的C—N键构建研究, 本文报道了以Cu(Ⅱ)/Ag(Ⅰ)为共催化剂下邻硝基芳香羧酸与邻氨基苯甲酰胺的选择性脱羧胺化反应.

1. 结果与讨论

1.1 反应条件的优化

为了确定最佳反应条件, 我们选取邻硝基苯甲酸(1a)与邻氨基苯甲酰胺(2a)作为模型反应底物, 考察了催化剂用量、碱、溶剂、温度和时间等因素对反应的影响, 结果如表 1所示.当用二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂, K₂CO₃为碱时, 催化剂优化结果表明, Cu(OTf)₂和AgOTf共催化效果最佳, 模型反应的分离产率为62%, 空白实验证实, 单一催化剂催化效率显著下降(Entries 1~11).接着, 考察了各种碱, 包括K₂CO₃、Cs₂CO₃、K₃PO₄、KOH、t-BuOK、KF、KOAc、KHCO₃和Na₂CO₃等对反应的影响, 其中, K₂CO₃效果最佳(Entries 12~20).溶剂对反应也有较大影响, 其中DMSO效果最好(Entries 21~24).筛选过程中发现, 该反应对水比较敏感, 如溶剂含有水或不加4Å分子筛(molecular sieve, MS), 反应产率明显下降(Entry 25).反应温度和反应时间优化结果显示, 升高或降低温度产率都有所降低, 缩短反应时间至12 h, 原料反应不完全, 而延长反应时间对产率提高不大(Entries 26~29).综上, 通过条件筛选确定优化反应条件为: 1a (1 mmol)、2a (0.5 mmol)、K₂CO₃ (1 mmol), Cu(OTf)₂ (0.75 mmol), AgOTf (0.5 mmol)和4Å MS (160 mg)加入到DMSO (2 mL)中, Ar保护, 在120 ℃下反应24 h, 得到62%的2-[(2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3a), 该结构经¹H NMR和¹³C NMR确证, 并培养了单晶(CCDC号1875531), 进行了X射线单晶衍射分析, 进一步确认为芳香胺的选择性N-芳基化产物.

表 1

表 1 反应条件的优化

Table 1. Optimization of reaction conditions

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Entry	[Cu]	[Ag]	Base	Solvent	Yield^b/%
1	CuSO₄	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	20
2	Cu(OTf)₂	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	31
3	Cu(OAc)₂	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	NR
4	CuCl₂	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	Trace
5	CuI	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	10
6	Cu(OTf)₂	AgNO₃	K₂CO₃	DMSO	Trace
7	Cu(OTf)₂	Ag₂O	K₂CO₃	DMSO	11
8	Cu(OTf)₂	AgOAc	K₂CO₃	DMSO	16
9	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	62
10	—	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	NR
11	Cu(OTf)₂	—	K₂CO₃	DMSO	15
12	Cu(OTf)₂	AgOTf	Cs₂CO₃	DMSO	15
13	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₃PO₄	DMSO	NR
14	Cu(OTf)₂	AgOTf	KOH	DMSO	Trace
15	Cu(OTf)₂	AgOTf	t-BuOK	DMSO	32
16	Cu(OTf)₂	AgOTf	KF	DMSO	45
17	Cu(OTf)₂	AgOTf	KOAc	DMSO	18
18	Cu(OTf)₂	AgOTf	KHCO₃	DMSO	61
19	Cu(OTf)₂	AgOTf	Na₂CO₃	DMSO	43
20	Cu(OTf)₂	AgOTf	—	DMSO	Trace
21	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	PhMe	NR
22	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	Anisole	NR
23	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMF	Trace
24	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	NMP	58
25^c	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	25
26^d	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	34
27^e	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	52
28^f	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	28
29^g	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	61
^a Reaction conditions: 1a (1 mmol), 2a (0.5 mmol), base (1 mmol), [Cu] (0.75 mmol), [Ag] (0.5 mmol), 4Å MS (160 mg), solvent (2 mL), 120 ℃, 24 h, Ar. ^b Isolated yield. ^c No 4Å MS. ^d T=140 ℃. ^e T=100 ℃. ^f t=12 h. ^g t=36 h.

1.2 反应底物普适性研究

将以上优化的反应条件用于各种含有不同取代基的邻硝基苯甲酸和邻氨基苯甲酰胺的脱羧偶联反应, 探究该方法的普适性, 以实现目标化合物的结构多样化, 其结果如表 2所示.

表 2

表 2 反应底物普适性研究^a

Table 2. Evaluation of substrate scope

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对于含有不同取代基的邻硝基苯甲酸, 不管4位为给电子基团(如甲氧基或甲基), 还是吸电子基团(如氯原子、氟原子或三氟甲基), 反应都能在较低温度(100 ℃)下顺利发生, 得到59%~69%的分离产率(3b~3f).特别是氯原子取代的底物只需12 h即可反应完全, 得到65%的产率(3d).当5位为甲氧基和甲基取代时, 结果与4位取代结果类似, 产率分别为58% (3g)和55% (3h); 但当5位为吸电子基如氯原子和氟原子取代时, 反应时间需要延长至36 h, 分别得到64% (3i)和60% (3j)的产率.到36 h, 也可得到55%的产率(3n).遗憾的是, 当底物拓展到邻位没有硝基取代的苯甲酸时, 如五氟苯甲酸、邻三氟甲基苯甲酸、对硝基苯甲酸等, 均不能反应, 说明苯甲酸邻位的硝基是必须官能团.

对于邻氨基苯甲酰胺, 我们考察了在苯环和酰胺氮上有取代基的底物对反应的影响.结果表明, N-甲基取代酰胺底物, 在100 ℃可顺利地进行该反应, 得到57%的产率(3o); 当苯环4位有甲基和氯取代也可进行该反应, 在100 ℃下分别反应12 h和36 h, 分别以43%和62%的产率得到对应的偶联产物(3p, 3q).

1.3 反应机理

基于文献[13, 16]提出的Cu/Ag共催化脱羧偶联反应的机理, 我们提出了如下可能的反应机理(Scheme 1).首先, 邻硝基苯甲酸在K₂CO₃作用下形成羧酸钾盐Ⅰ, 在银盐的作用下形成邻硝基苯甲酸银Ⅱ, 脱去一分子CO₂得到芳基银络合物Ⅲ, Ⅲ在二价铜盐作用下形成芳基铜络合物Ⅳ, 与邻氨基苯甲酰胺氧化加成形成中间体Ⅴ, 最后还原消除得目标产物Ⅵ.

图 1

图 1. 可能的反应机理

Figure 1. Possible mechanism

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2. 结论

以DMSO为溶剂, K₂CO₃为碱, 在Cu(OTf)₂和AgOTf的共催化下, 成功实现了取代邻氨基苯甲酰胺与取代邻硝基苯甲酸的选择性脱羧胺化, 以中等产率合成了17个二芳基胺类化合物, 其中有15个为新化合物.该反应为取代邻氨基苯甲酰胺的选择性胺化提供了一种新思路, 但存在一定的底物局限性, 进一步的研究工作还在进行中.

3. 实验部分

3.1 仪器与试剂

¹H NMR以TMS为内标, 氘代DMSO为溶剂, 用Bruker Avance Ⅲ HD 400型核磁共振仪测试; 高分辨质谱用Thermo Scientific LTQ Orbitrap XL型高分辨质谱仪测定, ESI离子源; 单晶结构用Bruker APEX-Ⅱ CCD型X射线单晶体衍射仪测定; 熔点用X-5型显微熔点测定仪测定; 薄层色谱用GF254硅胶板和柱层析硅胶(200~300目)购自青岛海洋化工厂.超干DMSO购买于Acros Organics化学试剂公司; 其他化学试剂均为分析纯, 购买于阿达玛斯化学试剂公司.

3.2 实验方法

3.2.1 目标化合物3的合成通法

将10 mL的反应管放入红外干燥箱干燥30 min, 抽真空冷却至室温后, 加入1.0 mmol 1、0.5 mmol 2、171.5 mg (0.75 mmol) Cu(OTf)₂、129 mg (0.5 mmol) AgOTf、138 mg (1.0 mmol)无水碳酸钾和160 mg 4Å MS.抽真空20 min, 再充氩气, 如此反复三次, 在氩气保护下加入2.0 mL超干DMSO.在表 2中对应的温度和时间下反应.反应结束后, 反应液冷却至室温, 用短硅胶柱过滤, 甲醇洗涤, 滤液用旋转蒸发仪旋蒸除去甲醇, 后水洗除去DMSO, 乙酸乙酯萃取, 有机层加入无水硫酸钠干燥, 浓缩, 硅胶柱层析分离[V(石油醚):V(乙酸乙酯)＝2:1]得到目标产物3.

3.2.2 产物的表征数据

2-[(2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3a)^[18]: 83 mg橙色固体, 产率62%. m.p. 191.5~192.7 ℃ (lit.^[18] 201.3~203.2 ℃); ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.21 (s, 1H), 8.12 (dd, J=8.4, 1.2 Hz, 2H), 7.73 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.43~7.59 (m, 5H), 7.12 (t, J=8.0 Hz, 1H), 6.99 (t, J=8.0 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.5, 140.2, 139.8, 136.4, 136.1, 131.9, 129.6, 126.8, 124.9, 122.7, 120.6, 120.0, 118.4.

2-[(4-甲氧基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3b): 99 mg红色固体, 产率69%. m.p. 163.8~164.5 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.06 (s, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.72 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.58 (d, J=2.8 Hz, 1H), 7.52 (d, J=9.6 Hz, 2H), 7.40 (t, J=7.2 Hz, 2H), 7.34 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.28 (dd, J=9.2, 3.2 Hz, 1H), 7.01 (td, J=8.0, 0.8 Hz, 1H), 3.82 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.8, 152.9, 141.7, 137.8, 133.2, 132.1, 129.7, 124.5, 122.8, 121.6, 121.4, 118.7, 108.5, 56.3; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₄ [M+H]⁺ 288.09788, found 288.09775.

2-[(4-甲基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3c): 82 mg红色固体, 产率61%. m.p. 167.8~168.5 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.13 (s, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.94 (s, 1H), 7.72 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.56 (s, 1H), 7.40~7.47 (m, 4H), 7.07 (td, J=8.4, 2.8 Hz, 1H), 2.30 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.6, 140.8, 137.3, 137.0, 136.6, 132.0, 129.7, 129.6, 126.0, 124.1, 122.1, 119.8, 118.9, 20.1; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₃ [M+H]⁺ 272.10297, found 272.10278.

2-[(4-氯-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3d)^[19]: 94 mg红色固体, 产率65%. m.p. 246.5~247.7 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.26 (s, 1H), 8.14 (d, J=2.4 Hz, 2H), 7.74 (dd, J=7.6, 0.8 Hz, 1H), 7.60 (dd, J=8.8, 2.0 Hz, 2H), 7.45~7.55 (m, 3H), 7.15 (td, J=8.0, 1.6 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.4, 139.7, 138.9, 136.4, 135.9, 132.0, 129.7, 125.8, 125.1, 123.2, 122.7, 120.8, 120.3.

2-[(4-氟-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3e): 86 mg黄色固体, 产率63%. m.p. 203.6~204.8 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.35 (s, 1H), 8.26 (dd, J=9.6, 6.0 Hz, 1H), 8.17 (s, 1H), 7.76 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.65 (s, 1H), 7.60 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.52 (td, J=8.4, 1.2 Hz, 1H), 7.16~7.23 (m, 2H), 6.82 (td, J=9.6, 2.4 Hz, 1H). ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.6, 154.6 (J=238.5 Hz), 140.6, 136.6, 136.4 (J=8.6 Hz), 132.1, 129.7, 124.2 (J=23.3 Hz), 124.1, 122.5, 121.0 (J=7.7 Hz), 119.8, 112.5 (J=26.6 Hz); ¹⁹F NMR (376 MHz, DMSO- d₆) δ: －122.4; HRMS (ESI) calcd for C₁₃H₁₁FN₃O₃ [M+H]⁺ 276.07790, found 276.07822.

2-[(4-三氟甲基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3f): 95 mg黄色固体, 产率59%. m.p. 161.5~162.2 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.44 (s, 1H), 8.40 (s, 1H), 8.18 (s, 1H), 7.84 (dd, J=8.8, 1.6 Hz, 1H), 7.76 (d, J=7.2 Hz, 1H), 7.66 (s, 1H), 7.60 (t, J=9.2 Hz, 2H), 7.53 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.51 (t, J=7.2 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.1, 143.1, 138.5, 134.6, 132.1 (J=3.2 Hz), 132.0, 129.7, 126.7, 124.6 (J=4.2 Hz), 124.5, 124.0 (J=269.4 Hz), 122.2, 118.9 (J=33.4 Hz), 118.8; ¹⁹F NMR (376 MHz, DMSO-d₆) δ: －60.7; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₁F₃N₃O₃ [M+H]⁺ 326.07470, found 326.07462.

2-[(5-甲氧基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3g): 83 mg黄色固体, 产率58%. m.p. 230.2~231.5 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.28 (s, 1H), 8.14 (d, J=9.6 Hz, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.72 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.64 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H), 7.49 (td, J=8.4, 1.2 Hz, 1H), 7.17 (td, J=8.0, 0.8 Hz, 1H), 6.85 (d, J=2.4 Hz, 1H), 6.56 (dd, J=9.2, 2.4 Hz, 1H), 3.78 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.3, 165.3, 142.7, 139.3, 131.8, 129.6, 129.5, 129.3, 126.2, 123.4, 121.7, 107.9, 99.7, 56.3; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₄ [M+H]⁺ 288.09788, found 288.09784.

2-[(5-甲基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3h): 74 mg橙色固体, 产率55%. m.p. 204.2~205.6 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.28 (s, 1H), 8.14 (d, J=9.2 Hz, 1H), 8.10 (s, 1H), 7.72 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.64 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H), 7.49 (td, J=8.4, 1.2 Hz, 1H), 7.17 (t, J=7.2 Hz, 1H), 6.85 (d, J=2.8 Hz, 1H), 6.57 (dd, J=9.2, 2.4 Hz, 1H), 3.78 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.3, 165.3, 142.7, 139.3, 131.8, 129.6, 129.5, 129.3, 126.2, 123.4, 121.7, 107.9, 99.7, 56.3; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₃ [M+H]⁺ 272.10297, found 272.10318.

2-[(5-氯-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3i): 93 mg橙黄色固体, 产率64%. m.p. 232.8~233.4 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.25 (s, 1H), 8.16 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.75 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.63 (s, 1H), 7.57 (d, J=7.2 Hz, 1H), 7.52 (td, J=14.0, 1.2 Hz, 1H), 7.41 (d, J=2.0 Hz, 1H), 7.20 (td, J=8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.00 (dd, J=8.8, 2.0 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.2, 141.2, 140.9, 139.1, 134.6, 132.1, 129.7, 128.9, 126.1, 123.9, 121.5, 119.6, 116.8; HRMS (ESI) calcd for C₁₃H₁₁ClN₃O₃ [M+H]⁺ 292.04835, found 292.04855.

2-[(5-氟-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3j): 82 mg黄色固体, 产率60%. m.p. 225.7~226.5 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.33 (s, 1H), 8.25 (dd, J=9.6, 6.4 Hz, 1H), 8.15 (s, 1H), 7.74 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.62 (s, 1H), 7.59 (dd, J=8.4, 0.8 Hz, 1H), 7.51 (td, J=7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.15~7.22 (m, 2H), 6.82 (td, J=7.6, 2.8 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.2, 166.5 (J=251.7 Hz), 142.6 (J=12.9 Hz), 139.0, 132.6 (J=1.4 Hz), 132.1, 130.3 (J=12.1 Hz), 129.6, 126.1, 123.9, 121.6, 107.6 (J=24.5 Hz), 103.3 (J=27.5 Hz); ¹⁹F NMR (376 MHz, DMSO-d₆) δ: －100.9; HRMS (ESI) calcd for C₁₃H₁₁FN₃O₃ [M+H]⁺ 276.07790, found 276.07800.

2-[(3-甲基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3k): 63 mg橙黄色固体, 产率47%. m.p. 188.2~189.4 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.52 (s, 1H), 8.15 (s, 1H), 7.76 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.57 (s, 1H), 7.35~7.43 (m, 3H), 7.23 (d, J=8.4 Hz, 1H), 7.04 (d, J=6.0, 1H), 6.93 (t, J=7.2 Hz, 1H), 2.32 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 171.4, 144.0, 143.9, 135.4, 132.6, 132.1, 132.1, 129.7, 124.9, 120.2, 119.7, 119.2, 117.0, 18.2; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₃ [M+H]⁺ 272.10297, found 272.10312.

2-[(3-氯-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3l): 37 mg橙色固体, 产率26%. m.p. 212.3~213.1 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.20 (s, 1H), 8.12 (d, J=7.2 Hz, 2H), 7.73 (d, J=7.2 Hz, 1H), 7.58 (d, J=6.0 Hz, 1H), 7.54 (d, J=6.0 Hz, 1H), 7.51 (d, J=8.4 Hz, 1H), 7.45 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.72 (t, J=7.2 Hz, 1H), 6.99 (t, J=7.2 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.5, 140.2, 139.8, 136.4, 136.1, 131.9, 129.6, 126.8, 124.9, 122.8, 120.6, 120.0, 118.4; HRMS (ESI) calcd for C₁₃H₁₁ClN₃O₃ [M+H]⁺ 292.04835, found 292.04865.

2-[(4, 5-二甲氧基-2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3m): 88 mg橙黄色固体, 产率56%. m.p. 227.8~228.5 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.36 (s, 1H), 8.08 (s, 1H), 7.71 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.62 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.59 (s, 1H), 7.55 (s, 1H), 7.41 (t, J=8.0 Hz, 1H), 7.10 (t, J=7.2 Hz, 1H), 6.97 (s, 1H), 3.81 (s, 3H), 3.78 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.4, 156.2, 142.6, 140.2, 137.0, 133.0, 129.7, 128.0, 125.0, 122.6, 120.5, 107.6, 99.8, 56.4, 56.4; HRMS (ESI) calcd for C₁₅H₁₆N₃O₅ [M+H]⁺ 318.10845, found 318.10834.

2-[(2-甲基-6-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3n): 74 mg橙色固体, 产率55%. m.p. 188.8~189.8 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.38 (s, 1H), 8.10 (s, 1H), 7.85 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.72 (dd, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.64 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.50 (s, 1H), 7.33 (t, J=8.0 Hz, 1H), 7.23 (t, J=8.4 Hz, 1H), 6.79 (t, J=7.2 Hz, 1H), 6.24 (d, J=8.0 Hz, 1H), 2.15 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 171.5, 146.5, 145.6, 137.2, 136.3, 133.3, 132.6, 129.6, 125.4, 123.4, 118.4, 117.4, 114.0, 18.9; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₃ [M+H]⁺ 272.10297, found 272.10306.

N-甲基-2-[(2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3o): 77 mg橙色固体, 产率57%. m.p. 145.7~146.3 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.09 (s, 1H), 8.60 (d, J=4.4 Hz, 1H), 8.13 (dd, J=8.4, 1.2 Hz, 1H), 7.66 (dd, J=8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.56 (td, J=8.4, 1.2 Hz, 1H), 7.51 (d, J=7.6 Hz, 2H), 7.45 (td, J=8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.14 (td, J=7.6, 0.8 Hz, 1H), 6.98 (td, J=8.0, 1.2 Hz, 1H), 2.78 (d, J=4.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 168.6, 139.9, 136.2, 136.1, 131.7, 129.2, 126.8, 125.6, 123.0, 120.7, 119.9, 118.3, 26.6; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₃ [M+H]⁺ 272.10297, found 272.10315.

4-甲基-2-[(2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3p): 58 mg橙色固体, 产率43%. m.p. 170.2~171.3 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.31 (s, 1H), 8.12 (d, J=8.0 Hz, 1H), 8.08 (s, 1H), 7.66 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H), 7.57 (s, 1H), 7.51 (s, 1H), 7.32 (s, 1H), 6.97~7.01 (m, 1H), 6.93 (d, J=7.6 Hz, 1H), 2.31 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 170.6, 142.1, 140.5, 139.7, 136.6, 136.0, 129.7, 126.7, 123.4, 121.6, 120.6, 119.9, 118.7, 106.1, 21.5; HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₁₄N₃O₃ [M+H]⁺ 272.10297, found 272.10312.

4-氯-2-[(2-硝基苯基)氨基]苯甲酰胺(3q): 90 mg橙黄色固体, 产率62%. m.p. 134.5~135.2 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 11.32 (s, 1H), 8.20 (s, 1H), 8.12 (dd, J=8.4, 1.2 Hz, 1H), 7.75 (d, J=8.4 Hz, 1H), 7.67 (d, J=2.8 Hz, 1H), 7.62 (td, J=7.6, 1.2 Hz, 2H), 7.46 (d, J=2.0 Hz, 1H), 8.13 (dd, J=8.4, 2.0 Hz, 1H), 7.09 (td, J=6.8, 2.0 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ 169.9, 142.6, 138.4, 137.8, 136.6, 136.1, 131.4, 126.8, 121.3, 119.5, 118.7; HRMS (ESI) calcd for C₁₃H₁₁ClN₃O₃ [M+H]⁺ 292.04835, found 292.04874.

辅助材料(Supporting Information) 偶联产物3a~3q的¹H NMR和¹³C NMR, 3e, 3f, 3j的¹⁹F NMR和3a的单晶数据.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

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图 1 可能的反应机理

Figure 1 Possible mechanism

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表 1 反应条件的优化

Table 1. Optimization of reaction conditions


Entry	[Cu]	[Ag]	Base	Solvent	Yield^b/%
1	CuSO₄	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	20
2	Cu(OTf)₂	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	31
3	Cu(OAc)₂	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	NR
4	CuCl₂	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	Trace
5	CuI	Ag₂CO₃	K₂CO₃	DMSO	10
6	Cu(OTf)₂	AgNO₃	K₂CO₃	DMSO	Trace
7	Cu(OTf)₂	Ag₂O	K₂CO₃	DMSO	11
8	Cu(OTf)₂	AgOAc	K₂CO₃	DMSO	16
9	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	62
10	—	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	NR
11	Cu(OTf)₂	—	K₂CO₃	DMSO	15
12	Cu(OTf)₂	AgOTf	Cs₂CO₃	DMSO	15
13	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₃PO₄	DMSO	NR
14	Cu(OTf)₂	AgOTf	KOH	DMSO	Trace
15	Cu(OTf)₂	AgOTf	t-BuOK	DMSO	32
16	Cu(OTf)₂	AgOTf	KF	DMSO	45
17	Cu(OTf)₂	AgOTf	KOAc	DMSO	18
18	Cu(OTf)₂	AgOTf	KHCO₃	DMSO	61
19	Cu(OTf)₂	AgOTf	Na₂CO₃	DMSO	43
20	Cu(OTf)₂	AgOTf	—	DMSO	Trace
21	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	PhMe	NR
22	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	Anisole	NR
23	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMF	Trace
24	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	NMP	58
25^c	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	25
26^d	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	34
27^e	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	52
28^f	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	28
29^g	Cu(OTf)₂	AgOTf	K₂CO₃	DMSO	61
^a Reaction conditions: 1a (1 mmol), 2a (0.5 mmol), base (1 mmol), [Cu] (0.75 mmol), [Ag] (0.5 mmol), 4Å MS (160 mg), solvent (2 mL), 120 ℃, 24 h, Ar. ^b Isolated yield. ^c No 4Å MS. ^d T=140 ℃. ^e T=100 ℃. ^f t=12 h. ^g t=36 h.

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表 2 反应底物普适性研究^a

Table 2. Evaluation of substrate scope

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142