芳香化合物的电化学C—H键官能化研究进展

C—H键是有机化合物中最基本和最广泛的化学键.利用电化学方法实现芳香化合物C—H键的官能化和直接转化可以避免反应物的预官能化,是一种绿色可持续且更具有原子经济性的转化途径.该方法借助阳极上的氧化反应实现芳香化合物C—H键的官能化,完成C—X键(X=C、N、O、S)的构建和稠环化合物的合成,无需使用氧化剂.通过控制电极材料、电解质和溶剂等条件,也可以实现特定的化学选择性和区域选择性.综述了近年来芳香化合物的电化学C—H键官能化这一领域的研究进展.     

基于C—H键官能团化合成芳香伯胺的研究进展

芳香伯胺类化合物在医药、农药以及材料化学中都有着广泛的应用.近年来,通过发展绿色高效C—N键构建方法引入伯胺是化学合成领域研究的热点之一.直接C—H键官能团化向目标分子中引入伯胺的策略因其高效实用的优点受到了化学家们的广泛关注.主要总结最近几年芳香C(sp2)—H伯胺化反应的研究进展,并对该领域所面临的挑战及发展前景做了总结和展望.     

基于C—CN键断裂的芳香腈转化反应研究进展

芳香腈是有机合成中普遍存在的原料之一,也是一类重要的合成中间体,可广泛应用于药物、农用化学品、染料、香料以及功能材料等领域,但由于C—CN键热力学稳定性较高,很少被认为是一个有价值的反应位点.因此,开发简便、高效的方法催化芳香腈C—CN键转化成为近年研究热点之一.综述了近十年来基于C—CN键断裂的芳香腈转化反应研究进展,并按照不同反应原理分类,主要包括过渡金属介导/催化的C—CN的转化、自由基介导的C—CN的转化、Lewis酸、碱或Br?nsted酸介导的C—CN的转化,详细讨论了反应底物普适性、反应机理和应用,并对该领域的发展前景和局限性进行了总结.     

过渡金属催化芳香胺中性碳氮键活化与转化反应新进展

C–N键广泛存在于有机小分子、生物大分子及药物分子中。芳香胺是天然产物和药物分子之中的重要结构单元,通过对芳香胺芳基C–N键的断裂实现其催化转化,可作为药物分子后期修饰的重要手段。我们在此综述了过渡金属催化的芳香胺中性芳基C–N键断裂转化反应的最新研究进展,并对芳香胺芳基C–N键活化的发展趋势进行了展望。     

无过渡金属体系下C(sp^2)—H键的自由基反应构建C—N键研究进展

C—N键广泛存在于药物分子、天然产物及功能材料中,开发简洁高效的C—N键构建方法具有重要意义.近年来,无过渡金属体系下C(sp^2)—H键的自由基反应构建C—N键取得了诸多进展.该方法反应条件相对温和,反应活性较高,为C—N键构建提供了一条新途径.根据氮源类型的不同,对近年来C(sp^2)—H键的自由基反应构建C—N键的研究进展进行简要论述.     

通过钯催化双C—H键活化实现“一锅”串联C—C和C—N键的形成——菲啶酮的合成

Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,1380～1383近年来钯催化的C—H键活化已被广泛用于C—C,C—O,C—N,C—S和C—X(X=halogen)键的生成,然而一锅串联C—C和C—N键的形成极富挑战性.中国科学技术大学化学与材料科学学院王官武等通过CONHOMe导向基团实现了N-甲氧基苯甲酰胺的邻位sp~2-C—H键活化,与芳基碘代物发生芳基化,再通过sp~2-C—H键活化发生分子内关环生成具有重要生物活性的菲啶酮.该反应过程涉及到2个C—H键,1个C—I键,1个N—H键的断裂和1     

芳香胺类化合物N—H键离解能的定量构效关系研究

基于启发式方法(HM)和BP人工神经网络方法建立了5个参数的定量结构性质关系(QSPR)模型, 用于预测80个芳香胺类化合物N—H键的键离解能(BDE). 通过两种方法分别建立了线性和非线性的QSPR模型, 相关系数R分别为0.823和0.976. 通过对模型的稳定性和预测能力进行比较, 发现BP人工神经网络方法能够更好地预测芳香胺类化合物N—H键的BDE值.     

分子内C—H键胺化反应机理的DFT研究

采用密度泛函理论研究了溴化亚铁催化芳基叠氮化物C—H键胺化生成苯并咪唑的反应机理.研究结果表明,溴化亚铁催化剂使反应由协同机理转变为分步机理,反应活化能降低了大约167kJ/mol.催化反应由氮气消去、C—N形成和2H-苯并咪唑异构化3个基元步骤组成.其中金属亚胺/金属氮烯FeNR PhNCPh进攻C形成C—N键是无能垒过程,且与金属氮烯中氮的电荷密切相关.氮气消去与2H-苯并咪唑异构化反应的能垒均在41~54kJ/mol之间.     

光促进十聚钨酸盐催化的C—H键官能团化反应

近年来,十聚钨酸盐作为催化剂在光催化有机合成领域引起了广泛关注.在光照下,十聚钨酸盐可以活化反应物中的C—H键,通过"氢原子转移"作用产生自由基,进而实现C—H键官能团化反应.对近年来十聚钨酸盐在光诱导下催化C—H键官能团化,构筑C—C、C—N、C—F键等的研究进展进行了综述.     

可见光诱导C—N键断裂构建C—C键的研究进展

近年来,可见光促进的光化学有机转化引起了广大有机化学家的兴趣.相比于传统方法,利用可见光作为可再生能源的光氧化还原催化已被证明是一种温和而强大的工具,可以通过单电子转移(SET)过程促进有机分子的活化.在许多天然产物的结构中存在大量的氨基功能团,同时氨基也是一些药物分子和功能材料的重要结构单元.因此,通过对这些物质分子中的C—N键进行活化而进行C—C键形成的偶联反应,则可以对该类化合物进行有效的结构修饰,从而得到具有多种结构及功能化的化合物.因此,这方面的研究现已成为了有机合成的一个重要研究领域.综述了近年来通过可见光促进C—N键断裂及其在C—C键形成反应研究中的应用研究成果,讨论了代表性的例子及其反应机制.     

铁催化杂原子邻位C—H键氧化活化直接构筑C—C键

铁催化剂具有无毒和价廉易得等优点,因此,发展铁催化的有机合成反应具有环境友好和潜在的工业应用价值．C—H键的直接官能团化是目前化学研究领域的重点和热点之一,受到广泛的关注．在有机合成化学研究领域,通过C—H键的氧化形成C—X（杂原子）键已有很多报道,但是通过C—H键的氧化偶联形成C—C键的报道并不是很多,     

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.     

基于导向策略的C—H键活化反应的研究进展

C—H键是有机化合物中存在最广泛的化学键之一.过渡金属催化的C—H键活化反应具有反应效率高、原子经济性高、产生废物少等优点,因此发展新的C—H键的转化类型和方法十分重要.由于分子内经常存在高度稳定且活性相似的C—H键,所以导致传统的C—H键活化反应的区域选择性很差,难以真正被应用于天然产物或者药物分子等的合成中.向反应体系中引入导向基团后,不仅可以大大提高C—H键官能化反应的活性,更可以提高区域选择性,实现高效合成单一目标产物的目的.因此,探索导向基导向的C—H键直接官能化反应具有重要意义.将从不同导向原子的角度介绍近十年导向基辅助的C—H键活化反应,并对其作用机理进行相关阐述.     

芳香环C—H羟基化制备苯酚方法的研究进展

苯酚及其衍生物既广泛地存在于自然界中又是药物分子的重要骨架.同时,苯酚衍生物还是非常重要的有机合成中间体.近几年,随着过渡金属催化C—H键活化的发展,通过C—H键的切断实现直接羟基化制备苯酚衍生物的方法被越来越多的有机化学家所关注.综述了最近对芳香环C—H键羟基化制备苯酚衍生物方法的研究进展,通过不同羟基源的使用对该类型的反应进行分类讨论,对底物适应范围和反应机理等进行了详细论述,并就该领域的局限性和未来的发展前景进行总结和展望.     

Murai反应中芳香酮邻位C–H键活化的区域选择性的理论研究

钌催化剂RuH_2(CO)(PPh_3)_3使Murai反应中芳香酮β位C–H键的催化活化反应具有极高的产率与选择性.本文采用密度泛函(DFT)方法研究了钌配合物催化芳香酮邻位C–H键活化的反应机理,剖析了芳香酮C–H键活化反应中产生区域选择性的原因.计算结果表明,C–H键的活化位垒为1.1 kcal/mol,从反应动态学角度很好地解释了该反应的区域选择性.通过路径a与路径b的比较,发现C=C双键更容易插入到Ru–H键而不是Ru–C键中.另外,无论C–C键形成(C–C活化过程)出现在路径a的烯烃插入基元反应,还是出现在路径b的还原消除基元反应,C–C键形成步骤都是整个催化反应的决速步骤.与路径a和b比较,反应路径c中C–C键形成过程的空间位阻较大,能垒也更高.     

基于C—H键官能团化的药物合成

过渡金属催化的C—H键官能团化是有机化学的重要研究内容,并被作为工具广泛应用于药物合成领域。本文阐述了C—H键官能团化的经典反应类型,着重综述了C—H键的芳基化、烯基化、烷基化、卤化、羟基化、胺化和C—H插入反应在药物合成中的应用,详细描述了具体药物的合成实例,并对重要的反应机理进行了分析,最后展望了C—H键官能团化在药物合成中的发展前景。     

过渡金属催化氮原子导向的芳基邻位C—H键硼化反应研究进展

芳基硼化合物在合成化学、材料化学和生物医学领域都有着广泛的应用,其合成方法一直是有机合成领域中的研究热点.导向基团辅助过渡金属催化的C—H键硼化反应具有步骤经济性,底物多样性,高区域选择性的优点.其中含氮原子导向基团底物的硼化反应引起了学者们的兴趣,因为N, C螯合的四配位有机硼化物是重要的光电材料.按照不同过渡金属(铱、铑、钯、钌)总结了近年来含氮原子导向的芳香化合物邻位C—H键硼化反应的进展.     

C—H键官能团化——化学的圣杯

<正>如今有机化学已经深入到人类生活的方方面面,例如:构成生命体的基本物质氨基酸、核酸,常见的药物、食品等均为有机化合物;烃类是石油化工中的重要的原料…….有机化学是以含碳化合物为核心的科学,C—H键是构成有机化合物的重要基本单元,实现简单、高效、高选择性C—H键,尤其是惰性C—H键的直接官能团化,可以有效减少化合物合成步骤、提高合成转化的原子经济性,甚至可能实现常规方法难以完成的化学合     

基于“一石二鸟”策略的羧基无痕导向其邻位C—H键官能团化反应

C—H键作为有机化合物的基本单元,实现其直接的C—H键官能团化反应是简洁的合成方法.羧酸广泛存在于自然界,基于羧基的导向基团与离去基团双重角色所驱动的过渡金属催化羧酸邻位C—H键官能团化可控合成,不仅规避了C—H键活化过程中导向基团的额外引入与移除,也彰显了基于羧基“一石二鸟”策略的C—H键活化简洁性与脱羧绿色性.因此,基于“一石二鸟”策略的羧基无痕导向其邻位C—H键官能团化反应,能为可控定向合成提供新的策略和方法,在合成化学上具有显著意义.根据参与反应的偶联底物类型,分别介绍了基于“一石二鸟”策略的过渡金属催化羧酸邻位C—H键活化与含重键试剂、芳基化试剂及含杂原子试剂的反应,并对相关的一些反应机理进行了探讨.     

基于钯催化的C—H键选择性官能团化构建C—C键

近几十年来,钯催化C—H键的选择性官能团化反应已成为有机合成中构建C—C键的重要策略,基本可以分为三类反应模式:C—H键与芳基或烷基卤化物(或拟卤化物)的交叉偶联反应、C—H键之间的交叉脱氢偶联反应、C—H键与金属有机化合物的交叉偶联反应。本文综述了该领域的最新研究进展,介绍了各类反应的特点、优势及在合成中的应用,提出了今后研究和发展的重点及方向。