胺是廣泛存在於藥物及天然產物等生物活性分子中的基本結構，在分子設計和藥物研發研究中扮演著重要角色。其中，脂肪族胺雖然長年被用作有機合成的起始原料，但將氨基替換為其他官能基的脫胺化反應的開發依然困難，特別是對於α位具有大位阻取代基的α-三級胺，其直接轉化方法尚未建立。
九州大學研究生院藥學府的辻汰朗研究生（研究當時）、福元良空研究生、針尾Takara研究生，藥學研究院的大澤步講師、大島孝志主幹教授，高等研究院的矢崎亮副教授，以及名古屋工業大學生命與應用化學類的林幹大助教等人的研究團隊，全球首次成功開發出從大位阻的α-三級胺一步直接催化合成化學上獨特的中間體——二氮烯（具有氮-氮雙鍵的化合物）的新方法。這意味著確立了以α-三級胺為起點的脫胺化轉化的新合成基礎。相關研究成果已發表在期刊《Nature Communications》上。
圖1 合成圖解：開發經由催化性二氮烯合成的大位阻胺脫胺化反應（供圖：九州大學）
研究團隊全球首次成功開發出一種組合金屬觸媒、氧化劑和鹼，從大位阻的α-三級胺一步合成二氮烯的催化反應方法。在既往方法中，二氮烯的合成被認為需要多步或使用爆炸性試劑，但在此方法中，可以在溫和條件下快速且高效地獲得二氮烯。此外，通過調整不同結構的胺各自的當量比，研究團隊還成功合成了具有不同取代基的二氮烯。
所獲得的二氮烯在熱或光等溫和刺激下會釋放氮分子，作為生成烷基自由基的自由基前驅物發揮作用。由此，實現了能夠從胺向碳-鹵素、碳-氧、碳-碳等多種官能基轉化的脫胺反應。此外，該反應還可應用於Fmoc固相肽合成，且已成功合成出二氮烯肽。
通過反應機構解析，研究提示此前應用實例較少的、源自脂肪族胺的氨基自由基物種在反應過程中生成，今後利用此類自由基發展分子轉化反應的期待也日益高漲。
此次開發的催化性二氮烯合成法，作為一種以胺這一豐富且結構多樣性強的原料為起點，可實現多種官能基轉化的新型分子轉化平台，具有極高的通用性。預計這將對藥物研發研究中先導化合物的快速結構優化以及新材料的高功能化設計等應用起到加速作用。
今後，該方法預計將在利用氨基自由基的新反應開發、向更複雜分子群的拓展、在肽及聚合體材料等中的應用等多個方面產生廣泛影響。此次的研究成果作為新一代分子編輯技術，將為有機合成化學的發展做出重大貢獻。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature Communications
論文：Catalytic Diazene Synthesis from Sterically Hindered Amines for Deaminative Functionalization
DOI：10.1038/s41467-025-61662-9
