银催化的脱羧性偶联反应研究进展

过渡金属催化的脱羧性偶联反应已成为有机合成中一种非常重要的合成策略.结合本课题组的工作,探讨了银催化脱羧反应在Hunsdiecker型卤代反应、碳-碳键构筑、碳-杂键构筑、C—H键官能团化等方面的新应用,综述了近几年脂肪羧酸、α-酮酸和芳香羧酸的银催化脱羧性偶联反应领域的研究新进展.银催化剂可以在过硫酸盐或其他氧化剂协同作用的辅助下,引发自由基历程的选择性脱羧偶联,反应具有操作简单、无需隔绝水和空气、反应条件温和等特点,是一种可调控的自由基反应.     

可见光促进(氮杂)芳香胺与重氮乙酸乙酯的N-烷基化反应

本工作利用可见光催化剂和Lewis酸双催化体系,在可见光条件下实现了重氮乙酸乙酯与苯胺衍生物或氮杂芳烃的N-烷基化反应,合成了一系列α-氨基酸类化合物.该反应条件温和,有良好的官能团兼容性和底物普适性.机理验证实验证明该反应涉及了自由基机理,由重氮烷在光催化剂作用下通过proton-coupledelectrontransfer(PCET)过程形成了烷基自由基,并在Lewis酸催化作用下与胺发生自由基偶联反应形成N-烷基化产物.这种新的催化机制进一步丰富了重氮化合物在可见光化学反应中的应用类型与范围.     

可见光氧化还原催化下α-酮酸对对位亚甲基醌(p-QMs)脱羧/1,6-共轭加成反应

研究了可见光照射下,Ir[d F(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6催化α-酮酸脱羧后得到的酰基自由基与对位亚甲基醌(p-QMs)发生1,6-共轭加成反应,以71%~94%的收率实现了24种不同结构的α-芳基-α,α'-二芳基酮的合成.该反应对于不同电性及立体结构取代的α-酮酸和对位亚甲基醌(p-QMs)都具有较好普适性.该合成策略使用简单易得、具有较好稳定性的α-酮酸为起始原料,以及清洁、廉价且可再生的可见光这一绿色能源,反应还具有条件温和,官能团兼容性好等特点.     

荧光染料和镍协同催化的脱羧羰基化反应

在荧光染料与镍协同催化下,以N-苯甲酰基琥珀酰亚胺类化合物为羰基化试剂,实现了α-氨基酸的脱羧羰基化反应.该反应以较好的收率(最高可达78%)合成了16种含α-氨基酮的衍生物,光转化效率最高可达3.25×10^-1mmol/(kW·h).此外,提出了该光催化反应的可能机理:α-氨基羧酸在可见光催化下生成α-氨基烷基自由基,并进入镍催化循环中,经过氧化加成和还原消除过程后生成α-氨基酮类化合物.该反应可以在温和条件下合成不同种类的α-氨基酮类化合物,显示了良好的底物适应性,可能在含有α-氨基酮的药物分子合成及肽的化学修饰等方面具有很广泛的应用价值.     

α-亚胺酯不对称加成合成手性α-氨基酸衍生物的研究进展

手性α-氨基酸衍生物在生命医药、精细化工等领域的广泛应用极大地促进了其合成方法的发展.目前在众多合成手性α-氨基酸衍生物的方法中,α-亚胺酯的不对称亲核加成反应是合成手性α-氨基酸衍生物的有效方法之一,成为不对称催化研究的热点.从反应类型和亲核试剂类型的角度出发,总结了α-亚胺酯不对称亲核加成反应合成手性α-氨基酸衍生物的研究进展.具体介绍了α-亚胺酯的烯丙基化反应、芳基化反应、Mannich反应、烯基化反应、炔基化反应及烷基化反应等六种合成手性α-氨基酸衍生物的主要方法以及相应反应机理及发展现状,并对合成手性α-氨基酸衍生物的发展方向进行了展望.     

可见光诱导烷基羧酸及其衍生物的脱羧偶联反应研究进展

烷基羧酸广泛存在于自然界之中,科研工作者一直致力于开发以来源丰富的烷基羧酸及其衍生物作为起始原料的反应.烷基羧酸及其衍生物在可见光氧化还原作用下可以高效地生成烷基自由基,从而在温和条件下用于构筑各类化学键.以可见光催化烷基羧酸及其衍生物的脱羧自由基反应类型为线索,系统地综述了近年来在可见光条件下烷基羧酸及其衍生物的脱羧官能团化反应研究进展.     

可见光催化脱羧偶联反应研究进展

可见光介入的偶联反应近年来得到了广泛的关注,已经发展成C—H活化、构建新型C—C、C—X键的重要方法之一.可见光催化体系的发展也为脱羧偶联反应提供了新的手段,许多关于可见光催化的脱羧反应研究见诸报端.对近年来可见光催化的脱羧反应进行了简要概述.     

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.     

α-芳基烯基膦酸酯的合成研究进展

α-芳基烯基膦酸酯是一类重要的有机磷化合物,并且是合成其它有机磷分子的重要中间体.重点综述了过渡金属催化合成α-芳基烯基膦酸酯的进展,如磷氢化反应、C—C偶联反应和C—P偶联反应等,其它非金属催化条件下的几类合成方法也进行了概述.对α-芳基烯基膦酸酯的有机转化及在膦胺霉素衍生物合成中的应用也进行了探讨.     

可见光催化N-芳基乙醛酸亚胺脱羧烷基化合成非天然氨基酸衍生物

研究了可见光诱导乙醛酸亚胺的脱羧自由基烷基化反应制备α-烷基化的非天然氨基酸衍生物.四氯-N-羟基邻苯二甲酰亚胺(TCNHPI)活性酯在可见光照射下产生的多种烷基自由基以良好的收率与亚胺加成.金属铱配合物为光催化剂,汉斯酯(HE)为必不可少的氢转移试剂,氟硼酸(HBF4)作为添加剂可显著提高产率.反应条件温和,显示了广泛的底物适用范围.此外,简单有效的一锅合成法,包括乙醛酸乙酯、伯胺和TCNHPI活性酯的多组分反应也能够顺利进行,该方案为α-烷基化的非天然氨基酸衍生物的合成提供了一种新的方法.     

可见光光氧化还原催化的三级胺α位C-H氰基化反应

报道了可见光光氧化还原催化的三级胺α-位碳-氢键的氰基化反应.该反应使用高价碘氰基试剂作为安全的氰基源,避免生成剧毒的氰基负离子、无需使用额外的氧化剂,具有反应条件温和、官能团兼容性好、操作简便安全等优点.此外,通过应用可见光光氧化还原催化策略,首次实现了可见光催化的烷基羧酸在温和条件下的脱羧氰基化反应.这些反应为α-氨基腈类化合物和烷基腈类化合物的合成提供了一种有效的方法.     

金属化亚甲胺叶立德在手性非天然α-氨基酸合成中的应用研究进展

非天然α-氨基酸作为一类在合成与药物化学领域都有着广泛应用的化合物,发展其高效的合成方法一直以来都是有机化学界的研究热点.其中由原料来源丰富、价廉易得的亚胺酯原位制备的金属化亚甲胺叶立德,作为亲核试剂参与的不对称α-官能团化反应,已经成为构建非天然氨基酸衍生物的重要手段.在过去近20年中,金属路易斯酸催化的基于亚甲胺叶立德合成非天然氨基酸的报道不断涌现.根据亲电试剂种类划分,总结了近年来金属化亚甲胺叶立德在非天然氨基酸合成中的研究进展.     

可见光参与的氧化偶联反应研究进展（英文）

实现资源和能源利用高效化、操作简单化、条件温和化、环境友好化以及产物高效选择性是有机合成的重要研究方向,而探索绿色温和条件下构建化学键的有效方法是有机合成领域的基本挑战之一.伴随着金属有机化学的发展,过渡金属催化的偶联反应已经成为构建碳-碳和碳-杂键的有效手段,而传统的交叉偶联一般是基于亲核试剂与亲电试剂之间的反应,需要进行预官能团化和再官能团化的步骤.近年来,在此基础上发展起来的氧化偶联反应利用合适的氧化剂实现两个亲核试剂直接构建化学键也得到了国内外有机化学家的广泛关注.氧化偶联反应的发展极大地提高了构建碳-碳键及碳-杂键的效率,尤其是利用交叉脱氢偶联实现直接的碳-氢键或杂-氢键的活化直接构建化学键,避免了传统偶联过程中的预官能团化步骤,为直接利用简单的原料实现高效、复杂的有机合成开辟了一条新的道路.越来越多的第一过渡金属催化的氧化偶联反应涉及到单电子转移的过程,这种自由基氧化偶联模式在绿色化学的发展中具有光明的前景.可见光是一种可再生的资源,可见光催化符合绿色合成、环境友好和可持续发展的理念,在有机合成领域中引起了广泛的关注.建立在光诱导的单电子转移过程的基础上,可见光催化为实现温和条件下构建化学键提供了一种新的思路.虽然很多的有机分子不能有效吸收可见光,但是利用可见光催化剂(光敏剂)在电子和能量转移过程中的独特优势,能够有效实现在可见光作用下的一系列光化学反应.光催化是有机合成构建新物质的一种有效的手段,随着光催化在有机合成领域中的发展,一系列新型温和而有效的可见光催化的氧化偶联反应也逐渐被报道.虽然过渡金属催化的氧化偶联反应已经取得了重大的进展,但是利用可见光催化的策略以实现两个亲核试剂之间化学键的构建作为一个新的领域,近年来才刚刚发展起来.尤其是结合可见光催化条件温和、环境友好的特点和氧化偶联反应的原子经济性特点,将可见光诱导的单电子转移过程运用到交叉脱氢偶联反应,引起了广泛的关注.光催化氧化偶联反应不仅解决了传统偶联中的步骤经济性和原子经济性的问题,同时也具备了可见光反应温和环保的特点.近几年来已经发展了多种类型的光催化氧化偶联反应,包括光催化氧化含氮化合物的偶联反应、光催化氧化脱羧偶联反应、以及光催化交叉偶联放氢反应等.但是在光催化氧化偶联领域的相关报道大多局限于含氮化合物和易氧化的底物的活化氧化,因此任然存在着很多的挑战.本文总结了最近几年来的不同反应类型的可见光催化的氧化偶联的研究和进展.而对这些反应的理解和认识,可以为人们发展更多的高效率和高选择性的可见光催化氧化偶联反应提供帮助.     

可见光促进三级胺α位C(sp^3)-H键的胺化反应研究

报道了可见光催化氧化还原循环促进三级胺α位C(sp^3)-H键的胺化反应.该反应使用简单、易得的N-苯甲酰氧基邻苯二甲酰亚胺为氨基自由基前体,利用廉价、可再生的可见光作为绿色能源,首次实现了一系列N,N-二甲基苯胺衍生物的α位C(sp^3)-H键的直接胺化.该方法涉及双自由基交叉偶联机理,具有条件温和、收率与官能团兼容性良好以及底物适用范围广的特点,为三级胺类化合物的官能团修饰提供了一种简单、安全、便利的新途径.     

Pd催化(杂环)芳基羧酸脱羧的偶联反应研究进展

羧酸具有无毒、廉价易得、稳定易存储等特点,有关过渡金属Pd催化(杂环)芳基羧酸脱羧的偶联反应在本世纪来得到了迅速发展,大有取代传统偶联反应之势.本文综述了Pd催化(杂环)芳基羧酸脱羧与多种底物的偶联反应,如烯、芳基卤化物、芳烃,三氟芳基硼酸盐等底物,并对相关的反应机理进行了探讨.     

α-酮酸与硫酚的电化学脱羧偶联:一种合成硫代酸酯的新方法

在生物活性分子、天然产物和有机材料的合成中,硫酯类化合物为常见的反应中间体.近些年来, α-酮酸与硫醇或硫酚的脱羧偶联成为合成该类化合物的新方法,实现了电化学条件下α-酮酸与硫酚的脱羧偶联反应,以中等至良好的收率得到硫酯类化合物.该方法操作简便,无需传统方法中的常用的金属催化剂、碱或外部氧化剂,为硫酯类化合物的合成提供了一条温和、绿色的新路径.     

可见光参与的氧化偶联反应研究进展

实现资源和能源利用高效化、操作简单化、条件温和化、环境友好化以及产物高效选择性是有机合成的重要研究方向,而探索绿色温和条件下构建化学键的有效方法是有机合成领域的基本挑战之一。伴随着金属有机化学的发展,过渡金属催化的偶联反应已经成为构建碳-碳和碳-杂键的有效手段,而传统的交叉偶联一般是基于亲核试剂与亲电试剂之间的反应,需要进行预官能团化和再官能团化的步骤。近年来,在此基础上发展起来的氧化偶联反应利用合适的氧化剂实现两个亲核试剂直接构建化学键也得到了国内外有机化学家的广泛关注。氧化偶联反应的发展极大地提高了构建碳-碳键及碳-杂键的效率,尤其是利用交叉脱氢偶联实现直接的碳-氢键或杂-氢键的活化直接构建化学键,避免了传统偶联过程中的预官能团化步骤,为直接利用简单的原料实现高效、复杂的有机合成开辟了一条新的道路。越来越多的第一过渡金属催化的氧化偶联反应涉及到单电子转移的过程,这种自由基氧化偶联模式在绿色化学的发展中具有光明的前景。可见光是一种可再生的资源,可见光催化符合绿色合成、环境友好和可持续发展的理念,在有机合成领域中引起了广泛的关注。建立在光诱导的单电子转移过程的基础上,可见光催化为实现温和条件下构建化学键提供了一种新的思路。虽然很多的有机分子不能有效吸收可见光,但是利用可见光催化剂(光敏剂)在电子和能量转移过程中的独特优势,能够有效实现在可见光作用下的一系列光化学反应。光催化是有机合成构建新物质的一种有效的手段,随着光催化在有机合成领域中的发展,一系列新型温和而有效的可见光催化的氧化偶联反应也逐渐被报道。虽然过渡金属催化的氧化偶联反应已经取得了重大的进展,但是利用可见光催化的策略以实现两个亲核试剂之间化学键的构建作为一个新的领域,近年来才刚刚发展起来。尤其是结合可见光催化条件温和、环境友好的特点和氧化偶联反应的原子经济性特点,将可见光诱导的单电子转移过程运用到交叉脱氢偶联反应,引起了广泛的关注。光催化氧化偶联反应不仅解决了传统偶联中的步骤经济性和原子经济性的问题,同时也具备了可见光反应温和环保的特点。近几年来已经发展了多种类型的光催化氧化偶联反应,包括光催化氧化含氮化合物的偶联反应、光催化氧化脱羧偶联反应、以及光催化交叉偶联放氢反应等。但是在光催化氧化偶联领域的相关报道大多局限于含氮化合物和易氧化的底物的活化氧化,因此任然存在着很多的挑战。本文总结了最近几年来的不同反应类型的可见光催化的氧化偶联的研究和进展。而对这些反应的理解和认识,可以为人们发展更多的高效率和高选择性的可见光催化氧化偶联反应提供帮助。     

亮点介绍

手性路易斯碱催化的α-乙酰氧基-β-烯胺酯的不对称氢化硅烷化反应:光学活性α-羟基-β-氨基酸衍生物的合成Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,7304～7307光学活性的α-羟基-β-氨基酸片段广泛存在于天然产物以及生理活性物质中,是一类非常重要的化合物,其中最具代表性的就是紫杉醇侧链及其类似物.因此,光学活性α-羟基-β-氨基酸衍生物的合成引起了广泛而持久的兴趣,多年来众多研究小组发展了多种高效、高选择性的合成方法.最近,中国科学院成都有机化学研究所张晓梅等设计了一类α-乙酰氧基-β-烯胺酯底物1,并以新型路易斯碱催化剂2催化其不对称氢化硅烷化反应,以较高的对映选择     

固-液相转移催化合成 Ⅳ.α-甲基丝氨酸及其它氨基酸

利用活化了的氨基酸酯,通过烷基化反应合成α-氨基酸是近年来使用的简便方法。特别是以苯甲醛与简单的氨基酸酯反应生成的Schiff碱为底物,用固-液相转移催化烷基化反应合成a-氨基酸,不仅条件温和,而且操作简便,原料易得,选择性好。我们采用上述方法成功地合成了α-甲基     

氮杂环卡宾(NHC)催化下多取代环戊烯的串联合成

在氮杂环卡宾(N-heterocycliccarbene,NHC)催化下,α,β-不饱和羧酸经过原位活化后与2-(2-氧代-2-芳乙基)丙二腈发生Michael加成、羟醛缩合、脱羧等反应,一锅法合成了多取代环戊烯类化合物.该方法具有底物范围广、原料易得、反应条件温和、产率高、操作简便等优点,为多官能化环戊烯类化合物的高效合成提供了新思路.