【JOC】超牛硝基還原方法，室溫，5分鐘，烯基，炔基，鹵素耐受！

芳香硝基化合物的選擇性還原為氨基是合成藥物、農用化學品、染料和高分子的關鍵步驟。硝基還原為氨基的方法有很多如貴金屬催化（Au、Pd、Ru等）氫化，鋅粉，鐵粉，保險粉等等都可對其進行還原【】。Raney Ni加氫，但是當分子內存在對加氫敏感的官能團，如：鹵素（Cl, Br and I; F 對加氫不敏感），雙鍵，三鍵時，傳統方法難以實現化學選擇性還原，我們不得不采用其他方法。酸性條件下的鐵粉的還原，但是后處理相對麻煩，會產生很多氧化鐵副產物。含硫的還原劑如硫化鈉、硫化胺、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉等是在堿性或中性條件下選用的還原劑。相關文章【】【】【】【】【】【】【】 。

以上方法各有優缺點，如有的方法官能團兼容性差，有的方法不環保。2016年Stokes等人報道了鈀催化不飽和鍵和連二硼酸進行的轉移氫化反應，自那以后眾多化學家們參與了有機硼試劑作為還原劑的還原反應研究。Lu等人報道了在110°C下使用雙(頻哪醇)二硼（B2pin2）和叔丁醇鉀（KOtBu）實現高效硝基還原的方法【

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Mingyeong Jang等人報道了一種無金屬、高化學選擇性的芳香硝基化合物還原方法。該反應以四羥基二硼[B?(OH)?]為還原劑，4,4'-聯吡啶為有機催化劑，可在室溫下5分鐘內完成。在最優條件下，含有乙烯基、炔基、羰基和鹵素等敏感官能團的硝基芳烴可被高效轉化為相應的苯胺類化合物，且敏感官能團未發生副反應。【

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反應條件優化

還原劑: B?(OH)?（優于其他硼試劑如B?pin?、B?nep?）。

催化劑: 4,4'-聯吡啶（0.5 mol%）。

最佳反應條件: DMF（反應時間最短，產率最高），室溫，5分鐘完成（傳統方法需數小時）。

底物普適性研究

此反應條件具有極高的官能團耐受性，乙烯基（C=C）、炔基（C≡C）、羰基（C=O）、鹵素（Cl、Br、I）、氰基（CN）、三氟甲基（CF?）、三氟甲磺酸酯（OTf）、酰胺、酯基、羧酸、醛基等均可高效反應。

含鹵素底物（如1d、1e、1f）：產率90-91%，無脫鹵副反應。

含醛基底物（1o）：產率適中（傳統方法僅痕量）。

雜環底物（喹啉、苯并咪唑等）：產率78-99%，雜環未受影響。

多硝基底物（1ad）：僅單硝基被還原。

克級規模反應驗證：(E)-4-硝基二苯乙烯（1q，15 mmol）還原為(E)-4-氨基二苯乙烯，產率94%，證明方法可放大。

局限性不適用底物：乙烯基硝基化合物（1ae）和脂肪族硝基化合物（1af）無法還原。

一鍋法硝基還原N-甲酰化：硝基還原后，通過升高溫度（120℃）在空氣中直接實現N-甲酰化，無需額外試劑或純化步驟。產率，73-88%（如3ag、3ah）。

反應機理

氫源分析：氘代實驗表明，氨基的氫原子來源于B?(OH)?，而非溶劑（DMF）。使用B?(OD)?時，產物中氨基的H/D比顯著降低。

自由基路徑排除：自由基抑制劑（BHT、氫醌、TEMPO）實驗顯示，TEMPO抑制反應是因分解B?(OH)?，而非阻斷自由基路徑。

推測機理：4,4'-聯吡啶與B?(OH)?形成活性硼物種，通過協同轉移氫實現硝基選擇性還原（具體路徑需進一步研究）。本研究明確了胺產物中H原子的來源，并排除了自由基途徑作為潛在反應機制的可能性。然而，由于反應機制可能具有復雜性并涉及多種路徑，仍需進一步研究以闡明本工作中反應的具體作用機制。

前期類似文獻方法機理【

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反應操作

General Procedure for the Reduction of Nitro Compounds.

Nitroarene (0.3 mmol), B2(OH)4 (0.9 mmol, 80.7 mg), and 4,4′-bipyridine solution [2 mL of a 0.75 mM stock solution in DMF, 1.5μmol of 4,4′-bipyridine (0.5 mol % relative to nitroarene)] were all added to a sample vial (5 mL) containing a PTFE-coated magnetic stir bar. The reaction mixture was stirred at room temperature for 5 min. After complete consumption of the starting material as monitored by TLC, the internal standard (1,3,5-trimethoxybenzene) was added in the reaction mixture. The reaction mixture was diluted with water and ethyl acetate. The organic layer was collected and washed with brine. The organic layer was dried over anhydrous Na2SO4 and filtered. The solvent was evaporated under reduced pressure. The crude product was dissolved in d-solvent and analyzed by a NMR spectrometer to obtain the NMR yield. Afterward, the crude product was purified by column chromatography on a silica gel to obtain the isolated yield.

Gram-Scale Reaction for the Reduction of the Nitro Compound. (E)-4-Nitrostilbene (15 mmol, 3.3786 g), B2(OH)4(45 mmol, 4.0343 g), and 4,4′-bipyridine (0.075 mmol, 0.0117 g) were dissolved in 100 mL of DMF. The reaction mixture was stirred at room temperature for 5 min under air conditions. The reaction mixture was diluted with water and ethyl acetate. The organic layer was collected and washed with brine. The organic layer was dried over anhydrous Na2SO4 and filtered. The solvent was evaporated under reduced pressure. The crude product was purified by column chromatography on a silica gel using hexane/EtOAc = 4:1 as eluent.

本文了一種基于B?(OH)?和4,4'-聯吡啶的無金屬、高化學選擇性硝基還原方法。與傳統方法不同，該反應無需易燃氫氣、高壓設備或金屬催化劑，且在室溫和短反應時間內即可高效完成。特別值得關注的是，該方法對乙烯基（-C=CH?）、炔基（C≡C）、羰基（C=O）及鹵素（C-X）等敏感官能團表現出優異的耐受性，為目標產物的高收率分離提供了可能。

提醒：此反應熱效應明顯，對于克級反應需謹慎！