4-苯基吡啶的催化性质

简介

4-苯基吡啶是一种具有强毒性的化学物质，根据纯度不同，表现为浅黄色至米色结晶粉末不等，常温常压下稳定，可溶于氯仿、甲醇等极性大的有机试剂，通常用作有机合成的中间体。该化合物的化学式为C₁₁H₉N，分子量为155.20，熔点为69-73 °C(lit.)，沸点为281.00 ℃，密度1.063 g/cm³，闪点111.14 ℃，折射率1.575。有关该物质的储存条件：惰性气氛，室温储存。

合成路线

1.通过4-氯吡啶和苯硼酸合成4-苯基吡啶，收率约90%；

2.通过碘苯和吡啶-4-硼酸合成4-苯基吡啶，收率约98%；

有关研究

使用无过渡金属方法实现烷基卤代物的硼化反应在有机合成化学中被广泛需求。迄今为止，已有的实现这一转化过程的方法通常需要使用高活性的烷基碘代物或者苄基/烯丙基卤代物作为反应物，底物范围非常有限。

近日，清华大学基础分子科学中心焦雷课题组通过对该课题组发展的联硼酸酯/碱/吡啶体系深入的机理研究[1]，成功实现了一种可见光促进的非活化烷基溴代物的自由基硼化反应。该反应具有温和的反应条件和较广泛的底物范围，包括一级和二级烷基溴代物，4-苯基吡啶在此体系中担任催化剂。

对于该反应的机理研究表明，联硼酸酯/碱/吡啶体系中的关键中间体2,2’-联吡啶-硼基阴离子配合物不仅是一种有机强电子给体，同时也是一种强亲核试剂。亲核取代产物4-烷基-二氢吡啶中间体在光照条件下可以生成烷基自由基中间体并且发生后续的硼化反应。这一新颖的亲核取代/光照自由基生成的机理也可以用于引发其他自由基反应，比如氢原子转移、自由基加成和自由基环化等。因此这一体系提供了一种使用有机催化方式将烷基溴代物转化为烷基自由基的新策略。

4-苯基吡啶还是良好的生物活性骨架，譬如在4-苯基吡啶的基础上引入卤素原子制备得到的3-溴-4-苯基吡啶在药物领域的应用具有多样性。它可以用作抗癌药物的候选化合物，因为它对多种肿瘤细胞系具有很强的抑制作用。此外，3-溴-4-苯基吡啶还在抗菌药物研究中显示出良好的潜力，可以抑制多种细菌的生长和蛋白质合成。此外，它还可以用作神经科学领域的研究工具，在神经传导途径和神经退行性疾病等方面发挥重要作用。

参考文献

[1]J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 607; Chem. Sci., 2018, 9, 2711; J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 9124.