亚胺自由基引发的1，5-氢原子转移反应研究进展

通过亚胺自由基引发的1，5-氢原子转移（Hydrogen Atom Transfer，HAT）途径实现C(sp³)−H键官能团化，可避免导向基团和当量氧化剂的使用，因而引起了研究人员的广泛关注。近年来，过渡金属和可见光氧化还原体系的发展为高效可控产生亚胺自由基提供了可靠的方法。本文根据亚胺自由基的来源分类总结了亚胺自由基引发的1，5-氢原子转移实现C(sp³)−H键官能团化反应。      

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.     

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,。     

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].     

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.     

配位导向的分子内C(sp3)-H键胺化反应构建含氮杂环的新进展

含氮饱和杂环化合物,如β-内酰胺、氮杂环丙烷、四氢吡咯、哌啶及其苯并骨架吲哚啉、四氢喹啉、四氢异喹啉等结构单元是天然产物和药物分子中常见的"优势骨架",在新药的发现中起到了极其重要的作用.配位导向的非活化C(sp³)-H键的直接胺化方法可高效构建C-N键,是C-H键活化反应方法学的重要研究内容之一.本文介绍了近期配位导向的非活化C(sp³)-H键的分子内直接胺化策略构建含氮杂环的新进展,其中包括双齿、单齿和分子内本身的二级胺作为定位基参与的活化模式,探讨了其反应机制、选择性、底物的适用性及其在合成中的应用.     

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.     

镍氢催化的烯烃的还原远程sp~3-C—H键芳基化反应

正J.Am.Chem.Soc.2017,139,1061~1064碳氢键官能团化是有机化学研究的热点,目前的方法大多需要特定的导向基,较高的温度,限制了其实用性.烯烃来源丰富,制备简单.南京大学化学化工学院朱少林课题组利用烯烃和镍氢化学来引发远程sp~3-C—H键官能团化,净结果是双键被无痕地还原而远程C—H键被官能团化.该反应模型巧妙利用镍氢与烯烃发生插入/消除反应诱     

可见光催化的氮自由基导向远程sp3碳氢官能团化反应

远程sp ³碳氢键官能团化反应近年来引起广泛关注, 可见光催化的氮自由基导向选择性官能化这一技术的出现使得该领域的发展取得了可喜的进展. 该策略以氮自由基介导的Hoffman-L?ffler-Freytag (HLF)反应为基础, 通过在可见光照射下激发态自由基的生成和1,5-攫取氢原子(1,5-HAT)过程, 利用反应过程中形成的自由基中间体, 实现对远程sp ³碳-氢键的修饰. 本综述就可见光催化的氮自由基导向远程碳氢官能团化反应近年来取得的进展进行简要总结.     

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。     

光/铜共催化远程C—H键的不对称氰基化反应

以N-烷氧基邻苯二甲酰亚胺为底物, 利用光与铜共催化, 在蓝光照射下, 实现了远程C—H键不对称氰基化反应. 反应中涉及氧自由基的1,5-氢迁移过程, 结合铜催化自由基接力的策略, 以良好到优秀的对映选择性、单一的区域选择性得到了芳基取代的烷基醇类衍生物δ-位C—H键不对称氰基化产物. 该方法条件温和, 具有较好的官能团兼容性以及底物普适性, 为光学活性的δ-氰基醇类化合物的合成提供了高效方法.     

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.     

取代基对有机钨化合物中α-氢转移势垒的影响

使用密度泛函理论的B3LYP方法,以有机过渡金属钨化合物中的α-氢转移反应为研究对象,探讨不同位置上不同的取代基对α-氢转移反应势垒影响.确定了反应物、产物和过渡态的几何构型和反应势垒.研究结果表明,过渡金属钨有机化合物中,发生α-氢转移的碳原子在过渡态中采用sp²杂化.取代基对α-氢转移势垒的影响取决于取代基对过渡态中碳原子的未参与sp²杂化的pz轨道上单电子的离域作用.R¹,R²位置上为氢原子时,由于H的s轨道与过渡态中单电子所占领的碳原子的Pz轨道对称性不匹配,没有有效的成键作用,所以此时α-氢转移反应有最大的反应势垒.当R¹,R²位置是Me基团时,由于碳原子的Pz轨道与甲基的一个C-H键轨道对称性匹配,存在强的超共轭效应,从而可以最大程度地降低α-氢转移过程的反应势垒.对于R³,R⁴位置,相比于本研究中的其他基团,SiH₃与金属原子轨道间的有效成键作用最大,所以当R³,R⁴位置是SiH3基团时,可以最大程度地降低α-氢转移过程的反应势垒.     

铜催化有机硼试剂参与的自由基不对称C(sp3)—C(sp2)键构建反应(英文)

有机硼试剂具有易于合成、稳定以及低毒的优势,被广泛地应用于C—C键的构建中。其中,铜催化有机硼试剂参与的自由基不对称(杂)芳基/烯基化反应是构建手性C(sp³)—C(sp²)键的重要方式之一,该类型反应成功的关键在于手性配体的合理设计,其与铜组成的手性协同催化体系既要保证反应的高效启动,还要实现高活性烷基自由基的立体控制。本文综述了两种类型手性配体的发展对这个领域研究进展的影响,并对该领域做出展望。     

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。      

铜促进下腙的氧化胺化反应:1H-吲唑和1H-吡唑的合成

吲唑和吡唑是两类重要的含氮杂环化合物,具有广泛的生物活性.发展了一类铜促进下腙的C(sp²)-H键氧化胺化反应,简便、高效地构建了一系列1H-吲唑和1H-吡唑衍生物.该反应条件温和,具有广泛的底物适用范围和较好的官能团兼容性.     

Cs2CO3辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应的理论计算研究

钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应是重要的有机合成策略,能以芳基卤化物、烯类或炔类等小分子化合物为底物,以原子经济的方式构建C—C和C—X (X=O、N、B)键。其中,Cs₂CO₃辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应因具有反应性好、产率高、底物适用范围广等优点,成为近年来有机合成领域的关注热点之一,在构建含C—C和C—X键的多环天然产物骨架方面起着重要作用。采用DFT理论研究Cs₂CO₃辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应,能帮助人们从微观层面了解该类反应的实质,进而为设计新的实验合成路线提供启示。本文对近十年来Cs₂CO₃辅助钯催化X—H (X=C、O、N、B)官能团化反应的最新理论研究进展进行分类和总结,对反应的微观机理以及Cs₂CO₃在反应中的作用机制进行了深入探讨,并对该领域的现存问题和发展前景进行了总结与展望。     

手性配体在钯催化不对称碳氢键活化反应中的应用

目前,手性配体辅助钯催化的区域和对映选择性碳氢键活化是过渡金属催化的前沿领域.在过去的十年中,它作为一种越来越重要的合成工具,用于合成含有各种不对称元素(中心手性、轴手性和平面手性)的手性分子,也是快速构建各种碳碳键和碳杂原子键的最有效方法之一.本文介绍了一些典型手性配体在钯催化不对称sp²和sp³碳氢键活化/官能团化反应中的应用,如单齿配体亚磷酰胺、手性磷酸(CPAs)和双功能氮端单保护的氨基酸(MPAAs)配体;探讨了这些手性配体辅助催化反应的创新性和特点,在理清这一研究领域发展脉络的同时,展望了未来研究工作的方向.此外,本文还介绍了这一不对称合成策略在天然产物、药物分子全合成中的应用.     

基于导向策略的钯催化间位C(sp2)-H活化反应的研究进展

近些年来,基于导向策略的Pd催化间位C(sp²)-H键活化反应取得了重要进展.人们通过远程导向策略,针对不同底物发展了多种U型导向基,在一些单保护氨基酸配体(MPAA)的协助下,实现了多种底物的烯基化、芳基化和乙酰氧基化反应.最近,人们又将Pd催化导向邻位C-H键活化和Catellani反应相结合,使用结构简单的导向基实现了高选择性的间位C-H键的烷基化和芳基化反应.这两种策略均可用于一些生物活性分子或者药物分子前体的后期修饰与合成当中.本文将针对这一领域的最新研究进展做一概述.