过渡金属催化偶氮基导向的C(sp~2)—H键官能团化研究进展

芳香偶氮化合物在有机染料、医药、蛋白探针和功能材料等领域应用广泛,高效构建偶氮功能化的芳烃衍生物是有机合成化学的研究热点领域之一.过渡金属催化偶氮基导向C(sp~2)—H键官能团化策略因可高区域选择性和高原子经济性地构建多样性芳基偶氮化合物而备受关注.对近年来过渡金属催化偶氮功能基导向的C—H键官能团化反应类型及相关反应机理予以论述,为后续研究提供参考.     

无过渡金属催化的C(sp~2)—H键官能化反应构建C(sp~2)—S键研究进展

含有C(sp~2)—S键的芳基/烯基硫醚类化合物广泛存在于具有生物活性或其它潜在应用价值的有机化合物中.在过去的十来年时间,构建C(sp~2)—S键的相关研究发展迅猛,大量新型高效的催化体系和丰富多样的反应底物被开发报道,极大地丰富了含有C(sp~2)—S骨架的化合物合成的研究方法学.综述了2001~2016年期间通过无过渡金属催化的碳-氢键官能化反应构建C(sp~2)—S键的研究进展.     

无金属参与的氧原子邻位C(sp~3)—S键的构筑

以二叔丁基过氧化物(DTBP)为氧化剂,苯硫酚为硫化试剂,在无金属参与的条件下,于120℃下采用一步法合成了硫代苄醚.这种构筑C(sp~3)—S键的方法具有高原子经济性和高选择性的优点,并以较高的收率获得了一系列目标化合物.     

甘氨酸衍生物α-C(sp~3)—H键官能团化反应的研究进展

α-氨基酸是构成蛋白质的基本结构单元,不仅广泛存在于许多具有重要生物活性的有机分子和天然产物中,而且还可作为有机催化剂或配体用于不对称合成.其中,甘氨酸类化合物在有机合成中是一类非常有用的模块,通过甘氨酸衍生物的α-C(sp~3)—H键官能团化高效构建种类丰富的α-取代的α-氨基酸是一种极吸引人的合成策略.介绍了近年来甘氨酸衍生物α-C(sp~3)—H活化后与不同有机试剂偶联构建碳-碳键和碳-杂键以及甘氨酸衍生物参与的氧化串联/环化反应的研究进展.     

惰性C(sp~3)—H键的直接三氟甲硫基化

<正>Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,4070~4074三氟甲硫基具有强的吸电子性和亲脂性,将其引入到分子中能够明显地改变母体分子的理化性质进而影响到生物活性,因此含三氟甲硫基的分子在医药、农药及材料等领域受到极大的关注.近些年来发展了许多向分子中引入三氟甲硫基的方法,但大多需要对底物进行预官能团化,发展温和条件下直接高效地向分子中引入三氟甲硫基的方法一直是科学家们追求的目标.从实用和原子经济性的角度来看,C—H键活化三氟甲硫基化是最直接高效的方法.     

钯催化苄位C——H键不对称芳基化

正双齿导向基团在钯催化sp~3杂化碳氢键官能团化反应中有着突出的活性.然而由于其与金属钯形成较强的螯合配位作用,二价钯中间体上只剩一个配位点供外加配体结合,给通过外加配体来调节反应中间体的活性和控制反应的立体选择性带来很大的困难.近日,南开大学元素有机化学国家重点实验室陈弓-何刚研究团队采用2-吡啶甲酸辅助基团(PA),手性联萘酚磷酸酯(BPA)配体实现了钯催化烷基胺底物苄位碳氢键的不对称芳基化反应,产物ee值     

通过C(sp~3)—H键直接官能团化高效合成1-芳基烯基膦酸酯（英文）

直接对磷酰基邻位的C(sp3)—H键进行官能团化来合成烯基膦酸酯的研究非常少见.通过苄基膦酸酯与多聚甲醛在温和的碱性条件下,使用四叔丁基碘化铵催化可以在空气中高效简便地合成烯烃膦酸酯,底物适用范围广,可获得中等至优秀的产率.     

过渡金属参与的C—F键官能团化反应机理研究进展

有机氟化学凭借其独特的内涵在材料科学、催化化学、医学、精细化工以及生物化学领域引起了越来越多的重视,其核心在于碳-氟键的构建和切断.过渡金属的引入为活化碳-氟键提供了新的可能,也逐渐成为合成很多复杂有机物的一种替代途径.总结了以往对过渡金属促进碳-氟键活化和切断的理论研究进展,并系统性提出了碳-氟键活化的相关模式,包括碳-氟键对金属的氧化加成、过渡金属活化的芳香亲核取代、碳(sp~3)-氟键双分子亲核取代(S_N2)以及β-氟消除等.理论计算表明,当使用还原性较强的零价镍催化剂时,反应可按照氧化加成模式启动.而如果使用零价铂催化剂,则需要对氟原子进行额外活化才能发生氧化加成.当使用氢化金属物种还原多氟代芳烃时,氢负离子可以与多氟代芳烃发生芳香亲核取代实现碳-氟键活化.对于碳(sp~3)-氟键来说,如果使用"硬"的Lewis碱,例如锂盐或镁盐,则可按照双分子亲核取代(S_N2)方式活化碳(sp~3)-氟键.此外,β-氟消除也是一种可能的替代机理.     

烯烃参与的还原Heck反应构建C(sp~2)—C(sp~3)键研究进展

过渡金属催化的C(sp~2)—C(sp~3)交叉偶联在有机合成中具有重要意义,可用于合成复杂天然产物和药物分子.近年来,还原Heck反应已发展成为构筑C(sp~2)—C(sp~3)键的简洁、高效方法之一.根据参与反应的氢供体类型不同,综述了近十年来烯烃参与还原Heck反应的研究进展.对其作用机理进行了阐述,并对该领域的未来发展进行了展望.     

草酰胺导向下钯催化的C(sp~2)—H和C(sp~3)—H键的直接酰氧基化反应

成功地发展了一种草酰胺导向的钯催化的过氧化苯甲酸叔丁酯为氧化剂的C(sp~2)—H和C(sp~3)—H键的酰氧基化反应.草酰胺基保护的苄胺用过氧化苯甲酸叔丁酯或羧酸为酰氧基化剂可以选择性地进行C(sp~2)—H键的酰氧基化,而草酰氨基保护的2-烷基苯胺则可以进行苄基位C(sp~3)—H键的酰氧基化反应.该方法为芳香酸酯类化合物的合成提供了一种方便、有效的方法.     

铜催化脒类化合物苄位sp~3 C—H键胺化反应:合成喹唑啉衍生物

报道了N-芳基脒类化合物苄位sp3 C—H键的分子内直接胺化反应,以42%~82%的收率成功合成了一系列多取代的喹唑啉衍生物,并初步研究了该反应的机理.     

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.     

钯催化苄基的C(sp~3)—H键活化合成芳酸苄酯

主要介绍了一种新的Pd(Ⅱ)催化苄基C(sp~3)—H键直接功能化合成反应,制备了一系列芳酸苄基酯类产物.这类反应具有较高的官能团容忍性、较为宽泛的底物范围及相对较为温和的反应条件,同时底物中存在多个C(sp~3)—H键位点时能选择性构建目标产物,通过初步的控制实验提出了Pd(Ⅱ)/Pd(IV)的氧化偶联反应机理.     

Pd催化C(sp~3)—H键活化构建杂环化合物的研究进展

杂环类化合物是传统有机合成、农药和医药合成的重要中间体,也是构建若干具有生物活性天然产物的基本骨架.通过Pd催化的C(sp~3)—H键活化实现一系列杂环化合物的合成,由于其具有高原子经济性的特点,近些年已发展成为杂环化合物合成领域的研究热点之一.根据所形成杂环化合物(主要涉及N、O杂环)的环数分类,综述了近十几年Pd催化C(sp~3)—H键活化构建杂环化合物的研究进展,探讨了反应的选择性、底物兼容性和反应机理,并对该领域的现存局限性和发展前景进行了总结和展望.     

苄基位C—H键胺基化研究进展

C-H键的直接官能化是近年来有机化学的热门研究领域,具有合成步骤短、原子经济性高等优势,符合绿色化学和可持续发展要求。其中苄基位C-H键直接胺化为研究热点之一。本文从氮源、立体选择性和区域选择性等3个方面,对该领域近5年研究情况进行了综述,突出其在催化方式、反应机理、反应条件、底物、产率、选择性等方面的创新和优势,并对今后该领域的发展方向进行了展望。      

惰性C(sp~3)—H键的三氟甲硫基反应

<正>Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,4065~4069三氟甲硫基官能团具有非常大的亲脂性和疏水性,将其引入到药物分子中,能大大增强药物的生物穿透性,因此含有该基团的有机分子在医药、农药等领域具有巨大的潜在应用价值.传统的惰性C(sp3)—H键的三氟甲硫基化方法相对较少,多是采用高毒气体CF3SCl作为三氟甲硫基化试剂,操作困难,反应选择差等缺点.最近,南开大学元素有机化学国家重点实验室汤平平课题组发展了采用稳定,易得的Ag SCF3作为三氟甲硫基化试剂,实现了惰性3     

导向的过渡金属催化不活泼C(sp~3)-H键氧化反应研究进展

近年来,过渡金属催化不活泼C(sp3)—H键氧化反应取得重要进展.该领域的研究主要集中在过渡金属催化甲烷选择性氧化,以及过渡金属催化导向基团螯合甲基氧化方面,这些研究成果实现了许多传统氧化方法不能完成的高效选择性转化.重点概述导向基团(肟、噁唑啉、吡啶、酰胺、羧酸、羟基)对促进过渡金属催化氧化C(sp3)—H键的影响,底物的乙酰氧基化、羟基化、羰基化、酯化反应以及催化反应体系和相关机制.     

钴催化的C(sp~2)—H键的烷氧基化反应

<正>Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,272~275醚类化合物广泛分布于天然产物及具有生理活性的医药化合物中,相对于传统的乌尔曼交叉偶联反应,C—H的烷氧基化是最有效和简单的构筑C—O键的方法之一.目前C—H键的直接烷基化的催化策略集中在钯和铜催化剂,但在底物的范围和催化体系的适用性等方面具有很大的局限性.郑州大学化学与分子工程学院宋毛平课题组利用廉价易得的、易引入和离去的2-氨基吡啶氮氧化物为导向基团,在温和条件下实现     

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.     

P450酶催化C—H键官能团化的研究进展

C-H键选择性官能团化是构建C-X键最直接的策略,但因C-H键的解离能高,如何在温和条件下实现C-H键选择性官能团化是合成化学面临的巨大挑战。P450酶来源广泛,催化功能具有多样性,可催化众多反应类型,其中包括C-H键的选择性官能团化。本文主要对近十年P450酶催化C-H键羟基化、氨基化和烷基化方面进行了综述,并对其未来C-H键官能团化的研究进行了展望。