烷氧自由基引发1,5-氢原子转移实现C(sp3)—H键官能团化的研究进展

分子内氢原子转移(HAT)是实现远程C(sp³)—H键官能化的有效方法.烷氧自由基作为有机合成中的重要中间体,其参与的分子内氢原子转移反应一直倍受关注.特别是随着可见光催化技术的发展,在温和条件下就可以生成烷氧自由基,为烷氧自由基引发的远程C(sp³)—H键官能团化反应提供了新的平台.综述了近五年来烷氧基自由基产生的不同方法及其引发的分子内1,5-HAT反应在C(sp³)—H键官能团化方面的研究进展.     

可见光驱动磺酰胺催化的杂原子α-C(sp3)—H 键烷基化反应

氢原子转移(hydrogen atom transfer,HAT)反应是自由基化学领域中的一个重要分支.通过氢原子转移策略可以直接活化惰性的C(sp³)—H键来生成高活性的碳自由基中间体,进而实现碳碳键以及碳杂键的构建,该方法无需对底物进行预先官能化[1].近年来,基于光氧化还原催化与氢原子转移的协同催化模式,因其具有较高的反应活性、较好的区域选择性以及原子经济性而受到化学工作者们的广泛关注,。     

过渡金属催化的硅烷基C(sp3)–H键活化

有机硅化合物在有机合成、材料化学和药物化学中都有广泛应用.因此,其自身的合成方法学在近年来广受关注.从原子经济性的角度出发,选择性的C(sp³)–H键切断是一种高效经济的合成策略.硅烷基单元在有机化合物中广泛存在,通过对硅烷基中的C(sp³)–H键直接官能团化来合成新的有机硅化合物是一种十分有前景的合成方法.近年来,过渡金属催化的C(sp³)–H键活化成为有机合成研究的热点领域.与肟基、唑啉、吡啶基、酰胺基、羧酸酯基等官能团或是与氧、氮或硫等杂原子相连的C(sp³)–H键的活化研究已有许多报道,但是与硅相邻的C(sp³)–H键活化研究报道很少.本文综述了近年来过渡金属催化的硅烷基C(sp³)–H键切断的研究进展.     

基于N-亚硝基导向的芳烃C(sp2)—H键官能团化研究进展

近年来,N-亚硝基通过与过渡金属螯合协同活化芳烃C(sp²)—H键,成功构建了C—C键和C—杂原子键的例子已有报道.它基于内部N—N键的氧化断裂,在反应过程中无需添加外部氧化剂,反应结束后可自行离去,发展成为一种新型高效的导向基团,受到了研究者的广泛关注.总结了基于N-亚硝基导向的芳烃C(sp²)—H键官能团化的最新研究进展.     

镍催化构筑C(sp3)—C(sp3)键反应研究进展

过渡金属催化的偶联反应是构筑C-C键的高效方法,在有机合成中得到了广泛的应用.然而,相对于Heck反应、Negishi偶联与Suzuki偶联等构筑C（sp²）-C（sp²）键的反应,过渡金属催化的构筑C（sp³）-C（sp³）键的偶联反应较难进行,发展较晚.近年来,烷基-烷基C-C键偶联反应受到广泛的重视,一些高效催化剂被开发出来,其中镍催化剂展示出独特的催化活性和选择性.本文将综述镍催化烷基-烷基C-C键偶联反应最新研究进展,主要包括烷基亲电试剂与金属有机试剂交叉偶联反应、导向基参与的C（sp³）-H键活化的偶联反应、镍-光反应催化剂协同催化偶联反应、烷基亲电试剂与亲电试剂的还原偶联反应和镍催化烯烃加成反应等.     

三甲基硅基(TMS)化学:C(sp3)-Si键的催化活化

三甲基硅基（TMS）广泛存在于有机化合物中,并且在有机合成中有重要的应用。硅杂环化合物因其独特的理化性质而被广泛地应用于有机合成化学、材料化学和药物化学中。因此,将含有TMS基团的化合物直接用于硅杂环化合物合成的研究具有重要的意义。在有机合成化学中,碳硅键的切断是一个非常重要的过程。通过化学计量的有机镁或有机锂等有机金属试剂对C（sp³）-Si键进行切断是碳硅键活化的经典方法,然而该方法的反应条件苛刻,应用有限。过渡金属催化的反应能够在较温和的条件下实现C（sp³）-Si键的切断,这为进一步官能团化C（sp³）-Si键提供了一种新方向,同时也是一种高效构建硅杂环化合物的新方法。目前过渡金属催化活化C（sp³）-Si键的研究主要集中在具有张力环或一些具有特定结构的底物中,对于催化活化惰性C（sp³）-Si键的研究仍然是一个具有挑战性的课题。本文结合本课题组的工作综述了近年来过渡金属催化的TMS中C（sp³）-Si键的方法。     

氧杂蒽与亚磺酸钠的电化学氧化C(sp3)—H磺酰化反应(英文)

研究了氧杂蒽与亚硫酸钠的C(sp³)—H键的直接电化学磺酰化反应.在室温下一步合成了多种9-(芳基磺酰基)-9H氧杂蒽和9-(烷基磺酰基)-9H氧杂蒽.该反应通过自由基途径进行,并在该电化学磺酰化转化下形成新的C—S键.这种策略的显著优点包括无需过渡金属和额外的氧化剂、反应条件温和、操作简单、底物范围广以及优异的官能团耐受性.     

配对氧化还原催化实现未活化C(sp3)—H键的官能团化

<正>烷烃的化学性质较为惰性,其拥有较高的氧化电势和C—H键键能.直接对烷烃官能团化通常很难保证好的反应选择性和官能团兼容性,这使得烷烃的C(sp³)—H键官能团化具有较大的挑战性(图1a)^[1].而在电化学中,可通过使用氧化还原媒介(redoxmediator)来克服氧化烷烃所需要的高电势,使反应条件变得温和^[2].     

可见光催化C(sp3)-C(sp3)键的构筑

本文对近年来可见光催化构筑C(sp ³)-C(sp ³)键的国内外最新研究成果进行概述,着重阐述了各类催化的催化体系、反应机理及在合成生物活性分子或药物分子方面的应用。在可见光催化的反应体系中引入过渡金属或手性催化剂,构建新颖的协同催化体系,可以实现在温和的条件下对C—C键构筑的精确控制,对于手性药物的设计、开发具有重要的意义。最后,对未来可见光催化构筑C—C键的发展进行展望。     

过渡金属催化不对称C—H硼化反应研究进展

过渡金属催化不对称C—H硼化反应是构建手性有机硼化合物最为有效的策略之一,具有原子和步骤经济性,在合成化学、药物化学和材料学等领域受到广泛关注.新型手性配体的设计与合成是过渡金属催化不对称C—H硼化反应成功的关键,根据手性配体的设计和发展过程,对近年来实现的过渡金属催化不对称C(sp2)—H和C(sp3)—H硼化反应的研究进展进行综述.     

无金属条件下芳基酮与二甲亚砜的α-C(sp3)—H亚甲基化反应合成γ-酮亚砜(英文)

芳基酮通过C(sp³)—H键官能化与二甲亚砜发生直接的α-C(sp³)—H亚甲基化反应生成γ-酮亚砜,该方法适用于各种芳基酮.此外,二甲基亚砜(DMSO)在反应中不仅用作溶剂,而且用作含硫单元.这种转化的实际价值在于γ-酮亚砜的高效和稳健的一锅合成法,并在初步实验的基础上,提出了一种可能的反应机理.     

无金属条件下的肉桂酸类和酰胺的脱羧氧化偶联反应构建碳-碳键

碳-碳键的构建是有机反应中最常见的一类反应, 也是构建有机化合物骨架最常用的手段. 近些年, 通过脱羧反应来构建碳-碳键, 碳-杂原子键得到了广泛而深入的研究. 肉桂酸类化合物的脱羧偶联反应也得到了较多的关注. 这类反应一般包括两个过程, 自由基加成和羧基的脱去, 从而得到新的有机化合物. 这类反应的特点是用氧化剂产生自由基, 在反应过程产生二氧化碳和水为副产物, 相比使用卤代试剂或者有机金属试剂来说, 更为绿色. 作者在之前的研究过程基础上发现, 在无需任何金属催化剂的条件下, 只用过氧叔丁醇(有机溶剂)作为氧化剂, 肉桂酸类衍生物和酰胺类能够发生脱羧氧化偶联反应, 实现C(sp³)―C(sp³)键的生成. 该反应特点是没有用过渡金属盐作为催化剂, 符合绿色化学的发展要求.     

Unactivated C(sp3)–H functionalization via vinyl cations

Direct functionalization of inert C(sp³)–H bonds is a topic of immense contemporary interest and exceptional value in organic synthesis.The recent research has established a novel and practical protocol which features the engagement of vinyl cation species to functionalize C(sp³)–H bonds.The discussion of the topic is arranged by the strategies to generate the reactive intermediates,including ionization of vinyl triflates,addition of electrophiles to alkynes,tandem cyclization of enynes or diynes,and decomposition ofβ-hydroxy-α-diazo ketones.This review closes with a personal perspective on the dynamic research area of unactivated C(sp³)–H functionalization via vinyl cations.Hopefully,it will provide timely illumination and beneficial guidance for organic chemists who are interested in this area.Meanwhile continued development of the field is strongly anticipated in the future.     

铜试剂在有机合成中的应用研究进展

铜试剂催化的偶联反应是直接构建碳 碳键最有效的方法之一。本文综述了铜试剂催化的偶联反应构筑六种碳 碳键的方法;重点阐述了铜试剂催化构筑C(SP²)-C(SP²)的研究进展,含分子间偶联和分子内偶联。参考文献44篇。     

通过醚的α-位C(sp3)–H键官能化合成醚类衍生物的研究进展

醚及其类衍生物是有机化合物中的重要组成部分,许多生物活性分子、药物和天然产物中也存在醚类结构。近年来通过醚类分子（包括环醚和非环醚）的α-位C(sp³)–H官能化来合成了多种不同类型的醚类衍生物已取得了令人瞩目的研究成果。本综述从醚α-位C(sp³)–H官能化所需的反应条件出发,对2017年到2020年来的研究成果进行了综述。      

钌/镍双金属光氧化还原催化C—P键交叉偶联反应机理的理论研究

光介导的钌/镍双过渡金属光氧化还原催化策略可以实现室温条件下温和地构建C—P键,但由于金属镍的催化循环历程和外加碱的详细机理仍不够明确,本文利用密度泛函理论计算研究了二苯基氧化膦和芳基碘化物C—P键交叉偶联反应的机理.计算结果表明,结合光催化剂还原淬灭(Ru^Ⅱ-^*Ru^Ⅱ-Ru^I-Ru^Ⅱ)和镍催化循环(Ni⁰-Ni^I-Ni^Ⅲ-Ni^I-Ni⁰)的自由基机制是优势路径,其中无机碱Cs₂CO₃发挥重要作用,它辅助底物二苯基氧化膦参与光催化剂淬灭,并通过分步质子耦合电子转移过程产生重要中间体磷自由基.该研究结果有助于加深研究者对光介导的氧化还原构建C—P键偶联反应机理的认知,我们希望可以为实验化学家进一步设计过渡金属镍和光催化剂协同催化构建C—X键提供思路.     

Free amino group-directed C(sp2)–H arylation of α-amino-β-aryl esters by palladium catalysis

Native amino-directed palladium-catalyzed C(sp³)–H activation/functionalization has been developed for modification of α-amino acids and peptides. Herein a palladium(Ⅱ)-catalyzed C(sp²)–H arylation of α-amino-β-aryl esters has been disclosed, using the native amino as the directing group. A variety of chiralα-amino-β-aryl esters can be functionalized to give the corresponding ortho-substituted mono-and diarylated products.     

镍催化还原偶联反应构筑C(sp~2)—C(sp~2)/C(sp~2)—C(sp~3)键的研究进展

亲电试剂的还原偶联反应避免了有机金属试剂的制备与使用,对各类官能团拥有极好的兼容性,为C—C键的构筑提供了一类重要的方法.近些年来,该反应的研究取得了突破性进展,实现了一系列C(sp2)—X与C(sp3)—X亲电试剂参与的交叉偶联反应.主要针对镍催化亲电试剂交叉偶联反应构筑C(sp2)—C(sp2)和C(sp2)—C(sp3)键的研究展开综述,详细介绍了各种偶联反应及其反应机制.     

无过渡金属催化电化学诱导C(sp3)-H胺化制备2-苯甲酰喹唑啉-4(3H)-酮

本研究建立了一种在无金属条件下,2-氨基苯甲酰胺与苯乙酮类化合物在单质碘(I₂)催化下的电化学C(sp³)-H胺化制备2-苯甲酰喹唑啉-4(3H)-酮的反应。该反应以乙醇为溶剂,分子氧为理想的绿色氧化剂,在一个简单的未分裂电解池中进行,具有操作简便,无毒的特点,成本低廉,并且所有底物均能以较高的产率得到喹唑啉酮类衍生物,最高产率达88%。     

烷基偕二硼化合物在有机不对称合成中的应用研究进展

近年来,烷基偕二硼化合物(1,1-diborylalkanes)由于可以作为亲核试剂高效构建C—C键来合成各种有机硼化合物,并能够在温和的条件下进行后续转化,逐渐被开发为一类重要的有机硼试剂.最近研究表明,该试剂在不对称构建C—C键从而合成各类手性有机硼化合物方面也表现出广阔的应用前景.本文综述了近年来发展的烷基偕二硼...