本文参考 Li 等关于 TCFH/催化量 Oxyma 和瞬态亚胺保护的研究成果，梳理复杂底物中低活性胺选择性酰化的设计思路。下文将从竞争位点判断、N/O 与 N/N 选择性控制、实验筛选和相关试剂选择等方面展开，供复杂分子后期修饰和酰胺键构建条件优化参考。

1. 酰胺偶联为何不只是“提高反应活性”

1.1 酰胺键构建中的常见问题

         酰胺键广泛存在于药物分子、天然产物、多肽和生物活性分子中。对于结构简单的羧酸和胺，常规缩合体系通常可以完成酰胺键构建。但在复杂底物中，反应设计往往不再只是“羧酸能否被活化”或“胺能否参与反应”的问题。更关键的是：当多个亲核位点同时存在时，目标胺是否能优先发生酰化。

         复杂底物中可能同时含有：醇羟基； 活泼伯胺； 仲胺； 苯胺； 位阻较大的胺； 氨基酸或肽段中的多个氨基。这些官能团在羧酸活化后都可能参与反应。若目标位点是亲核性较弱或空间位阻较大的胺，反应选择性就会成为主要挑战。

1.2 低活性胺为何更难选择性酰化

         低活性胺通常包括缺电子苯胺、位阻较大的脂肪胺、受阻仲胺、α 位高度取代或空间拥挤的胺类底物，以及部分氨基酸衍生胺。这类胺的反应困难主要来自两个因素。

在简单底物中，可以通过提高偶联试剂用量、延长反应时间或提高温度来推动反应。但在复杂底物中，这些做法可能同时增强副反应。例如：

         ①醇羟基可能形成酯副产物；

         ②活泼伯胺可能优先被酰化；

         ③多个氨基可能产生区域异构酰胺；

         ④手性底物可能出现消旋或差向异构化风险。

         因此，复杂底物中低活性胺的选择性酰化，不能只依赖更强的反应条件，而应先判断不同官能团之间的竞争关系。

2. 选择性酰化前应先判断竞争关系

2.1 低活性胺与醇的竞争：N/O 选择性

当底物中同时存在胺和醇时，羧酸活化后可能发生两类反应：

         ①胺参与反应，生成目标酰胺；

         ②醇参与反应，生成酯副产物。

         这类问题属于氮/氧选择性（N/O selectivity）问题。如果目标胺是普通脂肪胺，通常较容易获得 N-酰化产物。但当目标胺是缺电子苯胺或受阻胺时，胺的反应速率下降，醇羟基就可能成为竞争位点。此时，评价反应不能只看原料是否消耗，还要关注目标酰胺与酯副产物的比例。

2.2 低活性胺与活泼伯胺的竞争：N/N 选择性

如果底物中同时存在活泼伯胺和低活性胺，伯胺通常更容易优先酰化。此时，即使目标是修饰低活性胺，反应也可能主要发生在伯胺上。这类问题属于氮/氮选择性（N/N selectivity）问题。该问题在以下底物中较常见：

         ①多胺类药物分子；

         ②含赖氨酸残基的肽段；

         ③同时含伯胺和苯胺结构的分子；

         ④同时含伯胺和受阻仲胺的中间体。

         对于这类底物，单纯提高羧酸活化程度可能无法解决选择性问题，反而可能加重多位点酰化。

2.3 复杂底物中不宜只追求高转化率

         复杂底物反应评价应同时关注三项结果：

         如果只关注转化率，可能会忽略酯化、伯胺酰化或双酰化等问题。对于复杂底物，理想反应体系应在推动低活性胺参与反应的同时，尽量降低其他亲核位点的参与程度。

3. 策略一：TCFH/催化量 Oxyma 促进醇存在下低活性胺的选择性酰化

3.1 TCFH/Oxyma 体系的作用：在醇存在下优先推动胺酰化

         文献报道，TCFH 与催化量 Oxyma 组合可用于低亲核性胺在醇存在下的化学选择性酰胺键形成。该体系的关键价值在于：当底物中存在醇羟基这一竞争性亲核位点时，仍能促进低活性胺优先形成酰胺键。

缩写说明如下：

         ①TCFH：chloro-N,N,N′,N′-tetramethylformamidinium hexafluorophosphate，氯代-N,N,N′,N′-四甲基甲脒六氟磷酸盐；

         ②Oxyma：ethyl 2-cyano-2-(hydroxyimino)acetate， 2-氰基-2-羟亚胺基乙酸乙酯。

         在该体系中，TCFH 主要负责羧酸活化，使羧酸转化为更容易被胺进攻的活化中间体；Oxyma 作为亲核添加剂参与酰基转移过程，有助于调节活化中间体的反应选择性。文献代表条件中，Oxyma 通常为 0.2 equiv，TCFH 约为 1.1–1.2 equiv；不同底物仍需结合胺的电子效应、位阻、溶解性和碱条件进行筛选。

         TCFH/Oxyma 体系解决的核心问题不是单纯提高偶联反应活性，而是在醇羟基共存时，帮助低活性胺获得更有利的酰化机会，从而降低 O-酰化副反应对目标酰胺形成的干扰。

         在含羟基底物中，羧酸活化后可能生成酰胺，也可能生成酯。对于低活性胺而言，由于胺的进攻速率较慢，醇羟基的竞争会更加明显。文献中将该体系用于低亲核性胺在反应性伯醇存在下的酰胺键构建，体现了其在 N/O 选择性控制中的应用价值

3.2 适合优先考虑的底物类型

         该策略适合在以下情况下优先评估：

         需要注意：TCFH/催化量 Oxyma 并不意味着所有含醇底物都能获得理想选择性，也不代表唯一可用体系。底物结构、醇的反应性、胺的位阻、电子效应以及碱条件都会影响最终结果。对于关键底物，仍建议与 HATU、PyBroP、PyOxim、MNBA 等体系进行小规模对照筛选。

4. 策略二：瞬态亚胺保护用于低活性胺与伯胺的选择性区分

4.1 瞬态亚胺保护的基本原理

         当底物中同时存在活泼伯胺和低活性胺时，伯胺通常更容易被酰化。为避免伯胺优先参与反应，文献报道采用了瞬态亚胺保护（transient imine protection）策略。该策略的基本过程如下：

         这种方法与传统保护基策略不同。传统保护基通常需要单独的保护和脱保护步骤；瞬态亚胺保护则是在反应过程中临时降低伯胺的反应性，反应后再释放伯胺。

4.2 该策略解决的是 N/N 选择性问题

瞬态亚胺保护的主要作用不是增强低活性胺本身的亲核性，而是降低活泼伯胺参与酰化的可能性。适合处理以下竞争关系：

         ①伯胺比目标胺更活泼；

         ②目标胺为苯胺、受阻胺或仲胺；

         ③不希望通过传统保护基路线预先保护伯胺；

         ④需要在多胺分子中进行选择性单酰化。

         该策略的实质是通过可逆亚胺形成，暂时改变底物中不同氨基的反应性差异，使低活性胺获得参与偶联的机会。

4.3 使用瞬态亚胺保护时应关注的因素

         瞬态亚胺保护依赖伯胺和醛之间的可逆反应，需要关注以下条件。

         芳醛并非只是简单的“临时保护试剂”，其电子效应和取代位置会显著影响选择性。文献筛选显示，不加醛时目标产物与伯胺副产物比例为 1:43；随着芳醛吸电子性增强，选择性提高；其中 2-溴-4-氯苯甲醛表现最佳，可达到 22:1。含游离酚羟基的芳醛容易产生复杂副产物，选择性较差。

5. 低活性胺选择性酰化的实验设计要点

5.1 先明确主要竞争位点

         在设计复杂底物酰胺偶联前，可以先按以下顺序判断。

5.2 对照实验应围绕选择性设置

小规模筛选中，建议设置以下对照。

         这些对照的目的是识别副产物来源，并确认目标位点是否具有反应优势。

5.3 分析结果应重点看产物分布

复杂底物选择性酰化不宜只用原料消耗判断反应效果。建议重点分析以下组分：

         ①目标酰胺；

         ②O-酰化形成的酯副产物；

         ③伯胺酰化产物；

         ④双酰化产物；

         ⑤未反应低活性胺；

         ⑥可能的消旋或差向异构化产物。

         常用分析方法包括：HPLC（高效液相色谱法）； LC-MS（液相色谱-质谱联用）； 手性 HPLC，用于确认手性底物的构型保持情况。

         对于后期修饰底物，产物分布比单一转化率更能反映反应是否具有实际应用价值。

6. 适用场景与注意事项

6.1 适合优先尝试的研究场景

         这类选择性酰化思路适合用于以下研究场景。

6.2 需要谨慎评估的情况

         实际应用中，应避免将文献结果直接外推到所有底物。以下情况需要重点验证：

7. 复杂底物中低活性胺选择性酰化相关代表化学品分类表

表1. 核心偶联体系与对照活化试剂

表2. 反应碱、溶剂与竞争亲核模型

表3. 瞬态亚胺保护相关芳醛

表4. 代表性低活性胺、羧酸底物与复杂分子模型

         注：以上为阿拉丁代表产品，更多产品规格可用‘品名/CAS/货号’在阿拉丁官网检索。

参考文献

[1] Li, Q.; Napier, S.; Singh, A. N.; Vickery, T. P.; Fan, Y.; Hernandez, E.; Wang, T.; Dalby, S. M. General chemoselective hindered amide coupling enabled by TCFH-catalytic Oxyma and transient imine protection. Chem. Commun. 2025, 61, 721–724. DOI: 10.1039/D4CC05313C.

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