烯丙基胺作为重要的有机中间体，在化工、制药及有机合成中具有广泛的应用。迄今为止，已经报道了许多合成烯丙基胺的策略。其中，苯胺、酰胺、磺酰胺、吲哚、氨基甲酸酯等含氮化合物均可与烯丙基醇实现N-烯丙基化反应制备烯丙基胺。吡唑及其衍生物在药物中表现出优良的生物活性，但是利用其与烯丙基醇反应构建相应烯丙基胺的研究却相对较少。

近期，山东农业大学苗成霞教授课题组开发了一种简单、无金属且可回收的催化体系，该体系利用Bu₄NHSO₄作为催化剂，水作为绿色溶剂，成功实现了由吡唑及其衍生物与烯丙基醇的N-烯丙基化反应来制备烯丙基胺，产率可达93%（图 1），目前该工作以“Bu₄NHSO₄-Catalyzed Direct N-Allylation of Pyrazole and its Derivatives with Allylic Alcohols in Water: A Metal-free, Recyclable and Sustainable System”为题，在《Adv. Synth. Catal.》（DOI: 10.1002/adsc.202100864）上在线发表。山东农业大学化学与材料学院硕士研究生庄宏凤为论文第一作者。此研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等资助。

图1 Bu₄NHSO₄催化吡唑及其衍生物的N-烯丙基化反应

研究表明，烯丙醇类化合物的电子性质和位阻效应对反应活性均有一定影响（图2）。供电子基团有利于N-烯丙基化反应，具有良好的产率；而含吸电子基团的烯丙基醇对该转化具有一定消极作用；同时，不对称的烯丙基醇参与反应时，生成两种相似比例的烯丙基胺同分异构体。此外，吡唑及其衍生物与查尔醇发生反应时，均表现出中等至优异的反应活性（图3）。

图2烯丙基醇与吡唑的N-烯丙基化反应

图 3吡唑及其衍生物与查尔醇的N-烯丙基化反应

通过一系列对照实验和DFT理论计算等（图4)，表明烯丙基醚不是该反应的活性中间体，底物、溶剂和催化剂之间存在氢键作用，尤其烯丙基醇和H₂O之间的氢键作用更大。

图4对照实验和DFT计算

结合实验结果和文献报道，作者提出了可能的机理 (图 5)。在水相中，烯丙基醇和水形成氢键，导致烯丙基醇聚集在水和油的界面；并在Bu₄NHSO₄作用下，形成碳正离子。随后，作者提出了吡唑N-烯丙基化的两种可能途径。path A中，在催化剂存在下，离子化的共轭吡唑通过氢键作用产生吡唑阴离子，进而攻击碳正离子得到产物；另一方面，吡唑中NH的pKa约为19.8，被认为是软亲核试剂。基于此，在path B中，过渡态VI或VII将作为软亲核试剂直接进攻烯丙基产生过渡态IV，随后氢离子离去，得到相应产物。

图5可能的机理图

通讯作者简介：

苗成霞，教授，研究方向为绿色催化与合成。先后主持国家和省部级科研项目6项，入选中科院青年创新促进会第五批会员等人才培养计划；在Journal of American Chemical Society, Chemical Science, Green Chemesity, Chemical Communications, Advanced Synthesis & Catalysis等国际著名期刊上发表SCI论文50余篇。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsc.202100864

通讯作者链接：/2019/0621/c10067a152932/page.htm