还原胺化是有机合成中形成C－N键
还原胺化是有机合成中形成C－N键的重要手段之一。2009年，Haruta等报道了首例纳米Au催化的还原胺化反应，在120 °C和2 MPa H2的条件下，以Au/Fe2O3为催化剂能够实现硝基化合物和醛类化合物的还原胺化反应，对不同取代基的底物均实现了较好的收率(58%–96%)。最近，Artiukha等报道了通过流动反应进行纳米Au催化的还原胺化的新方法，通过调节反应底物的比例和反应温度，Au/Al2O3催化剂可有效催化还原胺化反应进行。尽管如此，由于Au催化剂对于H2的解离能力较弱，以H2为还原剂的纳米金催化还原胺化反应往往需要在比较苛刻的条件下(T > 100 °C,p(H2) > 2 MPa)才可进行，并且作为还原剂的H2在使用过程中也存在较大安全隐患。考虑到催化氢转移在还原过程中所具有的独特优势，有研究小组尝试以安全无毒且廉价安全的可再生甲酸作为还原剂，使用纳米Au催化剂进行温和条件下的还原胺化反应(图 9)。发现使用单一金红石相的Ti O2-R负载的纳米Au催化剂(Au/Ti O2-R)可有效催化该反应，80 °C时化学计量甲酸的反应条件下，还原胺化反应可在水中高效完成，且对于含有碳碳双键、羰基、卤素等易被还原官能团的底物均可实现良好的目标产物收率。通过增加催化剂用量和延长反应时间，反应甚至可在室温下进行。通过进一步结构性质解析研究发现，金红石氧化钛表面独特的酸碱性对保障并实现整个还原胺化反应的高效进行起到了至关重要的作用。除还原胺化反应外，使用醇与胺作为反应原料，通过“借氢”反应策略实现的直接N-烷基化也是高级胺类化合物的有效制备方法。该过程经“醇脱氢-缩合氢转移还原”等多步反应直接实现，反应过程中无需使用其他还原剂，且副产物仅为水。2010年，有研究小组报道了纳米Au催化的计量醇与胺的N-烷基化反应。120 °C时，N2保护条件下，小尺寸Au/Ti O2-VS催化剂可有效催化该反应进行(图10)。且反应对于不同的取代苯甲醇具明显的电子效应，具有给电子基团的取代苯甲醇反应速率较快，而具有吸电子基团的则较慢。结合Hammett方程、反应动力学和中间产物反应监测等多种探究手段，我们初步确认醇的β-氢消除是该反应的决速步骤。反应过程并不经历游离态的醛和亚胺，吸附态亚胺可快速被还原生成二级胺。考虑到硝基化合物的还原是胺类化合物的有效制备方法，在纳米Au催化计量醇/胺反应的基础上，我们进而尝试使用硝基化合物与醇反应制备高级胺类化合物，120 °C时，醇和硝基比为8 : 1的反应条件下，Au/Ti O2-VS可高选择性催化醇/硝基苯生成二级胺，提高反应温度至150 °C，产物则主要为三级胺。