A Method for the Synthesis of Deuterated Benzoins Catalyzed by N-Heterocyclic Carbene

Abstract

An efficient method has been developed for the synthesis of deuterated benzoins from two molecules of aldehydes under the catalysis of N-heterocyclic carbene by using D2O as the deuterium source, providing the products with deuterium selectively incorporated at the α-position of ketone group. The method features simple operation and mild reaction conditions, and a variety of aromatic aldehyde substrates could afford products with high deuterium incorporation. Keywords deuteration; deuteroxide; benzoin condensation; N-heterocyclic carbene; organocatalysis 氘( 2 H 或者 D)是氢( 1 H)安全、稳定的同位素, 氘代 化合物具有广泛的用途, 可用于核磁共振分析、反应机 理研究、材料科学和药物研发 [1][2][3][4] . 2017 年, 氘代丁苯那 嗪(SD-809)作为第一个氘代药物被美国食品药品监督管 理局(FDA)批准上市 [5] . 氘代分子的制备主要有合成砌 块法、化学转化法和氢-氘交换方法(hydrogen deuterium exchange, HDE)等 [1][2][3][4]6] . 与传统的源于氘代合成砌块的 多步合成方法不同, HDE 反应不需要稀缺或昂贵的原 料, 一般采用常见的氘代溶剂或市售氘气作为氘源, 在 催化剂作用下发生反应, 简便易操作. 从机理上讲, HDE 属于一个可逆过程, 通过活化特定的 C-H 键达到 H-D 交换的目的. 化学家们已经成功开发了多种 HDE 反应 [7][8][9][10][11][12][13][14][15] , 经典的 HDE 方法使用酸/碱 [7] 或过渡金属 [8] 催 化, 通常导致非选择性的多位点氘代. 最近的研究主要 集中在芳香族 C(sp 2 )-H [9] 、未活化的脂肪族 C(sp 3 )-H [10] 、与杂原子相邻的 C-H 键 [11] 、糖 [12] 、氨基酸 [13] 、 烯烃 [14] 和醛 [15] 的位点选择性氘代.