亮点介绍

<正>伯胺催化和光催化协同构建β-羰基类化合物α-全碳季碳手性中心J.Am.Chem.Soc.2014,136,14642~14645构建非环体系的全碳季碳中心一直是不对称合成领域具有挑战性的课题.羰基α-位手性季碳中心的构建主要是通过烯醇或烯胺中间体的亲电取代策略实现,但在底物的范围和催化体系的适用性等方面都具有很大的局限性.尤其对于链状β-羰基类化合物,因其空间自由度和位阻等因素,构建α-位全碳季碳中心尤为困难.中国科学院化学研究所罗三中课题组将仿生伯叔二胺催化剂与光催化相结合,高产率高选择性地实现羰基α-位全碳季碳中心的构筑.     

钯催化芳香硝基化合物与烯烃的选择性还原羰化酰胺化反应

与芳香胺相比,芳香硝基化合物具有廉价易得、官能团兼容性好等优点,作为氮源在下游含氮化学品合成中具有广泛的应用.目前烯烃羰化酰胺化反应绝大多数以胺类化合物为氮源,其中直链和支链酰胺产物的选择性主要是通过具有特定电子和位阻特性的配体调控实现.已报道的芳香硝基化合物的还原酰胺化反应研究中,需要外加还原剂或者利用金属羰基化合物Mo(CO)6释放的CO为羰基源和还原剂.本文发展了一种毋须外加还原剂的钯催化芳香硝基化合物与烯烃的还原羰化酰胺化反应新方法.研究发现,钯金属催化剂(特别是离子型)的抗衡阴离子是还原羰化酰胺化反应中化学选择性和羰化区域选择性的关键因素.抗衡阴离子为氯离子、硼酸为助剂时,最优钯前驱物K2PdCl4的产物主要为支链酰胺,此时不同的膦配体并不能调控其区域选择性,这与胺的烯烃酰胺化反应可以通过配体调控羰化的区域选择性表现出明显的不同.含氮中间体原位捕捉、硝基化合物还原下游可能中间体对照实验等研究表明,芳香硝基化合物在以一氧化碳为还原剂的催化还原体系下被完全脱氧还原为氮烯(Ar-N:),再经过烯酰胺中间体进一步烯键还原得到相应的支链酰胺;当离子型钯前驱物的抗衡阴离子配位性较弱时,最优钯前驱物为Pd(CH3CN)4(OTf)2时,以直链酰胺为主要产物,此时不同的膦配体可以调控酰胺化的区域选择性.同样的机理研究表明,在该催化剂体系下芳香硝基化合物首先被还原为芳基胺,然后再发生与现有报道类似的胺类化合物的烯烃羰化酰胺化反应.这两个催化反应体系都表现出了较好的底物适用性,并且可以高效地应用于除草剂(敌稗)的一步合成.本文为以硝基化合物为起始氮源,通过催化控制生成特定含氮中间体,从而可控合成不同的含氮化学品提供了一条新思路.     

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点.本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子.     

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点.本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子.     

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点。本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子。     

羰基催化的策略实现仿生不对称曼尼希反应

正N-Science 2018,360,1438～1442羰基化合物(醛或酮)是一类非常常见、重要的化合物,但很少用作催化剂来催化化学反应.受L-苏氨酸醛缩酶催化甘氨酸与醛之间的羟醛缩合的启发,上海师范大学生命与环境科学学院赵宝国课题组提出了羰基催化的新催化模式:以羰基化合物(醛或酮)为催化剂,催化伯胺α-位官能团化,实现由简单易得的伯胺化合物直接合成各种复杂的、重要的胺类化合物.基于L-苏氨酸醛缩酶,发展了轴手性     

二氧化碳和胺催化合成甲酰胺反应研究（英文）

二氧化碳是碳资源利用的最终形式,也是一种绿色的碳一资源。通过催化化学的方法将二氧化碳转化为高附加值精细化学品是二氧化碳循环利用的有效途径。酰胺类化合物是一类重要的化工原料和溶剂,广泛应用于医药、农药、日用化学品及石油化工等众多领域且需求量巨大。因此,以二氧化碳为羰源,通过高效催化体系的建立实现二氧化碳与胺反应合成甲酰胺具有重要意义。本文分别从催化体系、还原剂和反应机理等角度综述了这一领域近年来的主要研究成果。其中,催化体系可分为贵金属催化剂如Ir、Pd、Pt、Ru、Rh,非贵金属催化剂如Ni、Mo、Cu、Fe、Co、Zn、Al,有机分子催化剂和无催化剂体系,常用的还原剂为H2,硅烷和硼烷。在此基础上,对不同催化体系的典型反应机理进行了讨论。     

二氧化碳和胺催化合成甲酰胺反应研究

二氧化碳是碳资源利用的最终形式,也是一种绿色的碳一资源。通过催化化学的方法将二氧化碳转化为高附加值精细化学品是二氧化碳循环利用的有效途径。酰胺类化合物是一类重要的化工原料和溶剂,广泛应用于医药、农药、日用化学品及石油化工等众多领域且需求量巨大。因此,以二氧化碳为羰源,通过高效催化体系的建立实现二氧化碳与胺反应合成甲酰胺具有重要意义。本文分别从催化体系、还原剂和反应机理等角度综述了这一领域近年来的主要研究成果。其中,催化体系可分为贵金属催化剂如Ir、Pd、Pt、Ru、Rh,非贵金属催化剂如Ni、Mo、Cu、Fe、Co、Zn、Al,有机分子催化剂和无催化剂体系,常用的还原剂为H₂,硅烷和硼烷。在此基础上,对不同催化体系的典型反应机理进行了讨论。     

区域选择性羰基化反应研究进展

羰基化反应是指在催化剂存在的条件下,将羰基(C=O)引入到底物分子(如不饱和烃、烷基卤化物、醇、胺等)中的转化过程.羰基化反应是制备羰基化合物的重要途径,能提供高附加值、高纯度的含羰化合物.我们首先综述了羰基化反应的发展历史,随后介绍了氢甲酰化反应、氢羧基化反应、氢酯化反应、胺羰基化反应等几类羰基化反应,尤其重点关注这几类反应区域选择性调控手段.最后对区域选择性羰基化反应未来发展方向和趋势进行了展望.     

三氧化钨催化糖分子选择裂解新机理及其对生物质利用的重要意义（英文）

糖类化合物催化转化合成燃料和化学品为现有化石路线提供了可行的替代方案.碳化钨、氧化钨和钨酸等钨基催化剂具有催化糖分子碳-碳键选择性断裂生成乙二醇、丙二醇等C_2,3产物的独特性能.然而,对该催化反应的机理还一直缺乏明确的认识.最近北京大学刘海超团队报道,糖分子的羰基、α-和β-羟基与三氧化钨(WO₃)表面的两个邻近钨原子(W-O-W结构)配位,形成一种双钨三齿螯合物;该螯合物作为反应的关键中间体,引发羰基β-位的碳-碳键断裂,从而实现糖分子的选择裂解.该新反应机理不仅为糖化学提供了新的认识,而且为糖基生物质提供了一个经乙醇醛、甘油醛等C_2,3中间体转化为化学品的有效策略.固体核磁表征结果表明,吸附到WO₃表面的¹³C标记葡萄糖的C1、C2和C3三个碳原子与表面钨原子形成了C-O-W键,从而在去屏蔽作用下化学位移向低场移动,说明糖分子需要羰基以及α-和β-羟基三个官能团共同参与才具有反应活性.催化反应结果表明,含有W-O-W结构的钨基化合物均表现出催化糖分子裂解生成C_2,...     

手性磷酸催化α-全碳季碳醛的不对称烯丙基化动力学拆分

手性全碳季碳立体中心的高效构建一直是不对称催化领域的难点和热点.其中,α-全碳季碳非环状醛因具有立体环境拥挤和构象多变性等结构特点,相关不对称合成方法一直发展缓慢.本工作基于手性醛和高烯丙基醇化合物的合成应用重要性,通过Antilla烯丙基化反应,采用2,4,6-三异丙基苯基取代的联萘二酚型手性磷酸催化剂,以较好的产率、立体选择性和选择性系数(最高达到37.0),实现了外消旋α-全碳季碳非环状醛的动力学拆分,为含α-全碳季碳的醛和高烯丙基醇两类手性化合物的合成提供了新思路.     

基于烷基锌催化的不对称Henry反应研究进展

Henry反应是一类有效的碳碳键形成反应,其产物邻硝基醇可进一步转化为含氮、氧原子的有机中间体.根据催化剂的结构类型对基于烷基锌金属络合催化的不对称Henry反应进行了综述.     

催化剂调控的重氮化合物与1,3-二羰基化合物C—C及C—H化学选择性插入反应

正Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8927～8931 季碳中心广泛存在于天然产物及药物分子中,发展季碳构建新方法非常重要.目前,通过"一碳"合成子对碳-碳单键的插入反应来构建季碳中心仍然是一个巨大的挑战,例如,金属卡宾与碳-碳键插入反应构建季碳中心的策略仅有一例报道,且仅适用于具有较大张力能的环状分子.近日,从重氮化合物和1,3-二羰基化合物出发,东北师范大学化学学院毕锡和课题组在银催化下首次实现了金属卡宾对非环状C—C键的插入,高效合成     

重氮化合物转化中的氮基团保留反应研究进展

重氮化合物是一类非常重要的有机合成中间体, 它在有机合成化学以及药物设计研发、化学生物学、材料化学等领域具有重要的应用价值. 传统的重氮化合物的转化反应类型包括了Wolff重排, 经由过渡金属卡宾或者类卡宾中间体的插入反应, 催化的环丙烷化反应, 以及近年来发展的过渡金属催化的经由卡宾中间体的交叉偶联反应等. 重氮化合物除了发生作为卡宾前体的经典反应之外, 它们还可以经由氮基团保留的转化过程, 在目标分子中保留重氮基团或者其它含氮原子的官能团. 该种策略提供了一种高效而选择性地构筑含氮功能分子、尤其是官能化的氮杂环的合成途径. 其中, 不对称的C-N键的选择性构筑, 以及不对称的氮杂环分子的组装, 仍然具有重要的合成价值和重大的挑战意义. 本篇综述根据反应的机理和类型, 将这部分研究工作分为六部分内容进行介绍.     

氮宾/炔烃复分解串联反应研究进展（英文）

在过去的几十年中,氮宾催化转化作为一类直接构建C—N键的高效反应得到了飞速发展,并被广泛应用于含氮杂环化合物的合成.虽然已有多种类型的氮宾前体被报道,并通过各类催化转化反应在构建结构多样性杂环化合物分子中起到了至关重要的作用,然而,氮宾的反应类型还是局限于胺化反应、氮杂环丙烷化反应、磺化反应等有限的几类反应.基于氮宾前体、催化策略(或者催化剂)以及复杂分子合成的相关综述已有很多报道,这篇综述聚焦氮宾与炔烃的加成反应,主要是氮宾/炔烃复分解串联反应.这类反应可以快速合成具有结构多样性的多环、稠环和螺环类含氮杂环类化合物.     

过渡金属催化的有机硼试剂对醛酮的不对称加成研究进展

手性芳基醇是一类重要的合成砌块,广泛存在于许多生物活性分子以及天然产物中,因此,高效高选择性地构建该类化合物是有机化学家们一直关注的研究热点.金属试剂对羰基化合物的不对称加成是构建手性芳基醇的一个简单高效的方法,其中,有机硼试剂由于其方便易得、稳定、低毒、官能团耐受性好等优点而被广泛用于醛、酮的不对称加成反应中.本文综述了过去二十年来过渡金属催化的有机硼试剂对醛、酮的不对称加成反应研究进展,并介绍了一些方法在生物活性手性分子合成中的应用.     

手性伯胺作为有机催化剂对亚胺的不对称反应研究进展

在不对称有机催化领域,手性伯胺化合物是一类特别的有机小分子催化剂.作为手性仲胺催化剂的补充,它可以与羰基化合物形成烯胺或者亚胺盐活性中间体来催化各类不对称反应,在许多不对称转化中具有高对映选择性.对亚胺化合物(包括反应过程中涉及到的亚胺中间体)的碳氮双键官能团的不对称1,2加成,是获得α位手性含氮化合物的有效手段.近年来手性伯胺催化剂对亚胺的高对映选择性的不对称反应取得了一定的进展,因此对这一领域进行了综述和展望.     

可见光促进的缺电子烯烃双碳基化反应

正Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,10877~10880以绿色合成与清洁转化为导向,设计羰基基团的新型活化模式,实现含羰基化合物的高值转化是羰基合成化学的重要课题.中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室苏毅进团队使用可持续的可见光能促进分子内电子转移过程,发展出羰基基团的新型活化模式.有别于以往在外部自由基存在下只能形成化合物9     

镍二亚胺配合物/烷基铝催化乙烯聚合

直链低碳α-烯烃是生产线性低密度聚乙烯的共聚单体及合成高级润滑油和一些精细化学品的中间体，通过乙烯齐聚反应生成直链α-烯烃是目前工业上重要的生产方法，近几年来使乙烯齐聚成α-烯烃的含二或三齿配体后过渡金属催化剂的催化特性受到人们很大的关注。     

铜催化二氧化碳参与的烯烃的不对称还原羟甲基化反应

正J.Am.Chem.Soc.2017,139,17011~17014二氧化碳(CO_2)是大家熟知的温室气体分子,同时也是廉价易得、无毒、可再生的理想C1合成子.长期以来,科学家们在将CO_2转化为燃料和高附加值的化学品领域做了大量工作.然而,CO_2参与的不对称催化转化,尤其通过不对称碳-碳键形成反应制备具有光学活性化合物,一直是该领域中的重要挑战.四川大学化学学院余达刚课题组首