过渡金属催化氧化C-H/N-H偶联反应在有机合成构建C-N化学键中是个非常好的方法。但是,该反应中通常需要加入等化学计量比的氧化剂。武汉大学雷爱文报道了电化学氧化方法作用的Pd催化合成方案构建C-N键,在该反应中不需要加入氧化剂或者其他添加剂。通过这种绿色，简单，温和的策略,实现了多种吡啶并[1,2-a]苯并咪唑分子的合成。实验中返现,Pd(0)可以在阳极上沉积,通过回收能够循环利用Pd催化剂。吡啶并[1,2-a]苯并咪唑分子是药物化学中一类重要分子，特别是在生物活性分子中(抗疟药物，抗癌症药物，抗肿瘤药物，抗病毒药物等)。从N-苯基吡啶-2-胺出发生成吡啶并[1,2-a]苯并咪唑是一条非常好的方法(Chem. 2011, 17, 6315-6320.; Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 812-826.)。2010年, 通过Cu作为催化剂的方法被首次报道(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13217-13219.)。后来,人们发现I₂和有机高碘化合物能作为氧化剂应用在该反应中。但是在温和条件进行该反应还是比较重要的目标。

本文要点：

（1）该反应利用碳作为阳极，铁作为阴极，Pd(PPh₃)₂(OAc)₂作为催化剂,LiClO₄作为电解质,在MeCN/HCOOH混合溶剂中，N₂气氛中室温条件反应，产物收率达到92 %。对溶剂进行了优化，单独的MeCN或者HCOOH的产物收率非常低,在20 %左右;对Pd催化剂进行了优化，Pd(PPh₃)₄的催化效果比较弱(64 %)，Pd(OAc)₂和两倍量的PPh₃催化体系中的收率未78 %; 利用Ni电极代替Fe阴电极，产物收率为50 %。

（2）在优化的条件中，实验了克级反应，收率为46 %; 通过循环伏安法对反应物和催化剂的氧化还原性质进行了研究，并给出了可行的催化反应机理。该反应通过原料分子和Pd催化剂结合，随后Pd对芳环上的C-H键进行活化，生成N，C螯合的Pd中间体，随后消除Pd(0)，在芳香性的作用下生成N-C键，并构建新的环结构。对各种不同底物的反应性进行了研究,发现对OMe, F, Cl, OCF₃, CF₃等官能团有一定的容忍性。

参考文献

Zhengli Duan; Lin Zhang; Wenxin Zhang; Lijun Lu; Li Zeng; Renyi Shi; Aiwen Lei*

Palladium-Catalyzed Electro-oxidative C–H Amination toward the Synthesis of Pyrido[1,2-a]benzimidazoles with Hydrogen Evolution

ACS Catal. 2020, 10, 6, 3828-3831, DOI: 10.1021/acscatal.0c00103

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.0c00103