硫原子作为自由基受体在含硫杂环合成中的研究进展

含硫杂环化合物如噻唑、噻吩和硫代黄酮等,广泛存在于天然产物及生物活性分子中,因其具有多样的生物活性,在药物化学、有机化学和功能性材料领域中的研究潜力越来越突出.有效的含硫杂环合成策略已成为广泛研究的主题.不饱和烃的自由基串联反应构筑杂环衍生物一直是有机合成化学的一个重要研究分支,近年来的研究成果也彰显了其巨大的潜力.研究者发现硫原子可以作为自由基的受体构建一个C—S键,并通过该策略建立了一系列自由基串联反应,其中基于茴香硫醚参与的不饱和烃自由基串联反应已逐渐发展成为一种重要的含硫杂环合成工具.综述了该领域的研究进展,根据茴香硫醚的成环类型,对近年来硫醚中硫原子作为自由基受体参与杂环合成的反应进行简要总结,并对反应设计、机理研究和研究展望等给予评述.     

对接-迁移:烯烃的自由基双官能化反应利器

烯烃双官能化反应能同时向烯烃两端引入两个不同官能团,实现简单烯烃向复杂官能化分子的高效转化,一直受到合成化学家的广泛关注.其中自由基介导的烯烃双官能化反应由于具有条件温和、类型多样等特点使其近年来备受关注.对接-迁移策略通过巧妙的双官能化试剂的设计,将自由基供体和迁移基团通过链接基团置于同一分子中,经与烯烃进行对接后再发生快速的分子内官能团迁移而实现烯烃双官能化.该策略针对烯烃底物的兼容范围广,对活化烯烃、非活化烯烃及具有复杂骨架的烯烃都有良好的适用性,为生物活性分子的后期改造提供了便利途径.本文主要综述了本课题组近几年内发展及利用对接-迁移策略实现的烯烃双官能化反应的进展.     

自由基加成环化合成含氧或含氮杂环化合物的研究进展

含氧及含氮杂环化合物广泛应用于医药、化工及材料等领域,其合成方法一直备受关注.近年来,自由基加成串联环化策略被认为是构筑含氧及含氮杂环化合物的简洁、高效方法之一.根据杂环种类的不同进行分类,综述了近年来基于自由基加成环化历程合成各类含氧及含氮杂环化合物的研究进展.     

氮自由基环化反应的新进展

三十年前,自由基反应在有机合成中的应用已经非常普遍,但其主要集中在碳自由基的应用上,而杂原子自由基却一直得不到发展.氮自由基环化反应是在近十年内才逐步应用到有机合成中的,它对合成一系列的氮杂环化合物有重要的意义,如内酰胺类、吡咯烷类、生物碱类物质等.从四个方面对氮自由基经环化反应合成多种氮杂环化合物的研究进展做一介绍.     

多聚氮杂环的脱氮自由基转化:C−N键的构建研究进展

多聚氮杂环化合物在有机合成、药物化学以及材料化学等领域具有重要的作用.人们已经在多聚氮杂环的修饰和可控转换领域取得了诸多突破性的研究成果.在多种多聚氮杂环转换反应中,脱氮是一类重要反应,可以快速地构建其他氮杂环或者C?N键.通常而言,多聚氮杂环化合物更易于脱氮形成金属卡宾中间体,继而发生后续串联或环化反应,但涉及自由基中间体的多聚氮杂环脱氮反应尚未得到充分关注和研究.在过去几年中,得益于现代合成手段如有机光化学合成、有机电化学合成和有机光电合成等的革新,自由基化学得到快速发展,建立了很多多聚杂环脱氮自由基串联反应,为高度复杂的杂环骨架或具有复杂杂环体系的天然产物提供了一条通用且便捷的合成路径.光催化剂在有效地将可见光中的能量转移至非吸收化合物方面的应用越来越受到关注,该方法可温和而有效地生成自由基,以新的方式形成化学键.此外,啉钴与卟啉铁催化剂在多聚杂环的脱氮反应中亦展现出较好的催化性能.本文综述了多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)领域的最新进展,重点讨论了脱氮生成自由基的方法与串联模式和反应机理,分析了存在的挑战.本文还根据反应底物的类别从四个模块展开讨论:(1)苯并三嗪和苯并噻三嗪的自由基脱氮串联反应;(2)苯并三氮唑的自由基脱氮串联反应;(3)吡啶三氮唑与四氮唑的脱氮反应;(4)3-氨基吲唑的自由基脱氮反应.综上,研究者们通过多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)的方法合成了一些重要的药物分子及其前体,并证明了该方法具有潜在的应用价值.未来,将多聚氮杂环脱氮反应应用于活性天然产物合成与修饰是非常可行的.     

过渡金属催化吲哚的串联去芳构化反应研究进展

吲哚啉类化合物广泛存在于天然产物、药物和生物活性分子中,其结构多样性构建具有重要的意义.目前,吲哚的去芳构化转化已成为构建螺环、稠环、多取代吲哚啉类化合物的原子和步骤经济性途径.近年来,吲哚的去芳构化反应得到了不断发展,但对于C(2)=C(3)环内烯烃的串联去芳构化转化研究仍有较大的发展空间.基于此,聚焦迁移插入与自由基串联策略,详细总结了Pd、Ni、Co和Cu过渡金属催化的吲哚串联去芳构化转化,并探讨了相关的反应机理以及发展趋势.     

3-氨基吲唑、炔醛和NIS串联环化反应合成碘化嘧啶并[1,2-b]-吲唑

本文开发了一种在无需外加添加剂的条件下合成碘代嘧啶并[1,2-b]-吲唑类化合物的方法。经研究发现,3-氨基吲唑、炔醛和碘代丁二酰亚胺在二氯甲烷中室温条件下发生直接串联环化反应,以中等至良好的产率得到碘代嘧啶并[1,2-b]-吲唑类化合物。该反应有较好的底物适应性,并具有绿色环境友好和操作简便等优点。     

碘作用下吲哚3位硫醚化反应

本文发展了碘作用下吲哚及其衍生物与芳香族硫醇类化合物的直接硫醚化反应,在吲哚3位形成C-S键。在温和的反应条件下,多种杂环硫醇能够与吲哚反应高产率地得到3位硫醚化合物。     

螺氮杂环丙烷氧化吲哚的不对称合成研究

螺环氧化吲哚和氮杂环丙烷都是非常重要的活性骨架,以3-烯氧化吲哚和双保护的羟胺为起始原料,基于Michael加成-取代串联反应,实现了螺氮杂环丙烷氧化吲哚的不对称合成.通过对一系列手性催化剂、反应温度等的筛选,最终确定了奎宁和辛克宁为最优催化剂,分别以28%和34%的对映选择性得到目标产物,其结构经过1~H NMR、~(13)C NMR和HRMS确定.     

自由基促进硫甲基取代的炔酮的环化反应

硫代吡喃酮是一种重要的结构骨架, 广泛存在于天然产物、潜在药物及生物活性分子中. 因此, 发展简洁、高效构建硫代吡喃酮的合成方法具有重要意义. 发展了一种自由基促进的硫甲基取代炔酮的加成环化反应来构建硫代吡喃酮环的新方法. 该方法具有底物适用性广, 一系列自由基前体如二苯基膦氧、硫酚、醛等都可以在该反应体系中实现转化. 机理研究表明, 自由基前体对炔酮的选择性加成得到C(sp ²)自由基中间体, 该中间体促进的C(sp ²)—S键构建及C(sp ³)—S键断裂是关键步骤.     

醋酸锰引发的吲哚膦酰化反应

吲哚膦酸酯是一类重要的化合物,具有潜在的生理活性;此外,从它出发可以衍生出其他多种物质.利用醋酸锰引发二烷基亚膦酸酯产生膦酸酯基自由基与吲哚发生选择性的反应,成功合成了一系列吲哚膦酸酯衍生物,该方法也适用于二苯氧膦.该反应条件较温和、操作简单,为2-和3-膦酰化吲哚的合成提供了一种有效的方法.     

路易斯碱-硼自由基在硼化反应、自由基催化和还原反应中的应用

自由基反应具有高效迅捷、选择性优良及官能团容忍性好等优点,是构建有机化合物的有效策略和方式之一.路易斯碱-硼自由基具有独特的结构和反应性能,在有机合成中表现出了良好的应用潜力.总结了我们课题组在路易斯碱-硼自由基促进的有机分子转化方面取得的一些进展.研究成果主要包括以下三个方面:路易斯碱-硼自由基促进的硼化反应、路易斯碱-硼自由基催化反应,以及路易斯碱-硼自由基引发的还原反应.这些反应具有条件温和,官能团容忍性好,产率高,化学、区域选择性好等优点.     

基于1,3-二烯的自由基反应的近期研究进展

有机自由基化学的发展可追溯到110多年前.起初,高活性的自由基中间体被认为是难以控制且不可预测的物种,往往导致反应变得杂乱无章,这种误解导致该领域的研究没有得到足够的重视.为了发展高效、高选择性且符合绿色化学要求的化学转化,合成化学家们一直致力于开发新颖的催化体系和反应试剂,而自由基化学因其独特的反应性质和巨大的发展潜...     

氮自由基启动的1,n-烯炔环化反应

C-N键广泛存在于药物、天然产物和功能材料中,而氮中心自由基在C-N键的构建中起到关键作用.但是,与广泛使用的碳中心自由基相比,氮中心自由基由于缺乏实用简便的产生方法而尚未得到充分研究.因此,发展高效的氮中心自由基引发反应迫在眉睫.在过去的几年里,得益于可信赖且可控制的自由基化学的兴起,可以通过热分解、氧化剂促进、金属...     

铜催化自由基介导的不对称氰基化反应研究进展

手性腈类化合物不仅广泛存在于具有生物活性的天然产物和药物分子中,也是有机合成中一类非常重要的结构单元.因此,发展不对称催化的方法来高立体选择地构建含氰基取代的手性中心具有十分重要的研究价值和意义.合成腈类化合物传统常用的方法主要集中在亲电加成反应和烯烃的氢氰化反应等,所用的氰基化试剂毒性较大,反应条件较为苛刻.相较于这...     

吲哚多样化环化合成咔唑衍生物研究进展

咔唑是一类特殊的含氮芳杂环分子,咔唑衍生物理化性质独特、结构多样,在天然产物、药物和功能材料领域有着广阔的应用,其合成方法一直备受关注.从吲哚直接环化到咔唑的合成方法简洁高效,原料廉价易得、产物种类多样.总结了近5年来以2,3-未取代吲哚为原料合成咔唑衍生物的方法,典型环化策略包含以下三种:[2+2'+2']环化反应、...     

吲哚化合物绿色高效的硫氰酸化反应

本文报道了在温和绿色的条件下,以过氧化氢(H₂O₂)作为氧化剂,进行吲哚化合物区域选择性硫氰酸化反应。结果表明：该反应体系中,无论是氮取代吲哚还是游离氨基吲哚均可获得较高的产率。产物2a～2o的结构经¹H NMR和¹³C NMR表征。该方法的主要特点是反应条件温和,反应时间短,产率高。     

N-亚硝基吲哚系列化合物及其自由基负离子在乙腈介质中N-NO键断裂能的测定

利用滴定量热技术并结合适当的热力学循环测定了乙腈溶液中7个取代的N-亚硝基吲哚化合物中N—NO键的异裂能和均裂能, 能量范围分别为206.1~246.2 kJ/mol和119.1~124.6 kJ/mol. 表明N-亚硝基吲哚均裂释放NO自由基(NO·)比异裂释放NO正离子(NO+)要容易得多, 通过热力学循环得到的相应自由基负离子中N—NO键的异裂能和均裂能的能量范围分别为25.5~34.4和5.0~40.5 kJ/mol, 表明所研究化合物的自由基负离子在室温下很不稳定.     

磷钨酸在吲哚与磺酰亚胺Friedel-Crafts反应中的应用

以磷钨酸为催化剂,成功催化了吲哚与磺酰亚胺的Friedel-Crafts反应,并合成了一系列双吲哚甲烷衍生物.研究结果显示,10 mol%磷钨酸能够很好地催化此反应,收率达到97%.所合成的双吲哚甲烷衍生物的结构经核磁共振谱和X射线单晶衍射确定.     

基于硅烷化启动的环化反应研究进展

有机硅化合物是许多材料的重要基元和有用的有机分子,是化学合成中用途广泛的合成中间体.因此,化学家们一直致力于开发构建含硅化学键的新方法,特别是C—Si键.自从Sakurai和Imai在1975年报道了第一个钯催化的硅环丁烷与炔的环加成反应以来,过渡金属催化硅基环化反应得到了迅速的发展.随着自由基反应的迅猛发展,研究者将其拓展到有机硅分子间环化反应,硅的环化反应迎来了新的发展.主要从过渡金属催化的硅环化反应、自由基引发的硅环化反应、C+离子引发的硅环化反应展开讨论,最后对当前的研究进展进行了总结.