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原創丨彤心未泯（米測 技術中心）
編輯丨風云
Sandmeyer反應是有機化學中最古老的反應之一，目前仍然以與19世紀報道的方法大致相同的方式被廣泛應用。該反應通過首先生成高反應活性的重氮離去基團，在芳環上添加各種取代基。然而，伴隨著這種反應性而來的是爆炸風險。
基于此，德國馬普煤炭研究所Tobias Ritter等人報告了基于使用硫代硫酸鹽或二鹵代銅酸鹽作為電子供體的硝酸鹽還原的重氮化學范式轉變，從而避免了重氮積累。通過硝酸鹽還原廉價易得的硝酸鹽和硝酸鹽酯，可以直接實現苯胺和氨基雜環的脫氨基官能團化，而不需要現代專用試劑。與亞硝酸鹽質子化相比，硝酸鹽還原允許在高溫下重氮化學和具有含能或敏感官能團的底物的功能化。由于硝酸鹽還原是速率限制的，因此芳基重氮鹽作為短暫的中間體產生，這使得苯胺一步即可實現更安全且更有效的脫氨鹵化。
硝酸鹽還原策略的設計
作者詳細介紹了通過芳基重氮作為短暫中間體，使用豐富的硝酸鹽和硝酸酯、現成的還原劑和常見的鹵化物源，苯胺直接脫氨基鹵化所涉及的有機和無機化學。本研究報告的所有三種脫氨基鹵化反應都可以在相同的反應條件下使用硝酸鹽和硝酸酯進行。
圖 作為短暫中間體的重氮鹽
機理研究
作者通過GC-MS觀察到作為反應產物的未標記、部分標記和完全標記的二氮 (N2) 與芳基重氮鹽的形成及其隨后轉化為產物的情況一致，在整個反應過程中通過質子(1H)或15N NMR光譜在任何實驗的測量誤差內均未檢測到重氮鹽，這證實了沒有芳基重氮鹽大量積累，這支持了它們僅作為短壽命中間體形成的說法。此外，作者描述了兩種相關但不同的硝酸鹽還原途徑，一種用于硝酸酯，一種用于硝酸鹽，并通過實驗證實了所提出的機制，表明硫代硫酸鹽氧化過程中形成的碘化物是從重氮中間體形成芳基碘化物的合適親核試劑。
圖 通過硝酸鹽還原直接脫氨基鹵化的機理見解
底物范圍以及與傳統重氮化學的比較
作者證實了多種結構和電子多樣化的芳烴和雜烯可以參與基于硝酸鹽還原的脫氨鹵化。在底物范圍的制備過程中不需要對反應條件進行底物相關的優化。該反應使用工業級溶劑、市售起始原料和試劑進行，無需流動設備。通過硝酸鹽還原進行重氮化的獨特機制可以解決傳統重氮化學的一些局限性，包括不需要的官能團氧化和不需要的原脫氨基作用 。在與極其危險的爆炸性重氮鹽的比較中，對傳統重氮化學的改進變得更加明顯。
圖 苯胺類底物范圍
圖 苯胺的直接鹵化
參考文獻：
JAVIER MATEOS, et al. Nitrate reduction enables safer aryldiazonium chemistry. Science, 2024, 384(6694):446-452.
DOI: 10.1126/science.adn7006
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn7006
