α-芳基烯基叠氮参与的含氮杂环化合物合成研究进展

含氮杂环化合物广泛存在于天然产物、药物化学和材料化学中.α-芳基烯基叠氮因其结构中烯烃与叠氮相连而具有独特的性质,能够充当亲电试剂、亲核试剂或自由基接受体.此外,能通过多样的反应途径生成高反应活性的中间体,为发展新颖的反应提供了可能.近年来,越来越多的化学家们利用α-芳基烯基叠氮作为关键的三原子合成子构建了各种结构复杂的含氮杂环化合物.系统地介绍近年来利用α-芳基烯基叠氮制备各种N-杂环化合物的进展,总结归纳各反应机理、反应特点和应用研究,为合成含氮杂环化合物的研究提供帮助.     

银催化非活化端炔的氢叠氮化反应

正过渡金属催化炔的氢-元素化反应是合成官能化烯类化合物最为简洁的途径之一.烯基叠氮是一类独特的官能化烯,具有丰富的合成应用,尤其是应用于合成含氮杂环化合物.但是由于其内在的高反应性以及对光、热、过渡金属催化剂的敏感性,烯基叠氮化合物的有效合成方法仍然有限,这成为制约烯基叠氮合成应用的瓶颈.理论上,炔的氢叠氮化反应是合成烯基叠氮的理想方式,但是现有的方法基本上限于亲核性叠氮负离子与缺电子炔的Michael加成反应,而对于数目众多的非活化端炔的氢叠氮化反应尚鲜有报道.近期,东北师范大学化学学院毕锡和课题组利用银盐催化剂成功地实现了非活化端炔的区域选择性氢叠氮化反应.该反应利用三甲基硅基叠氮(TMS-N_3)与水     

有机叠氮化合物参与的反应:C—N3基团保留的研究进展

有机叠氮化合物在天然产物全合成、药物化学以及材料化学等领域有广泛的应用.叠氮基团在反应过程中倾向于脱除氮气,转化为多种多样的含氮杂环以及氨基类化合物,但在许多天然产物全合成的关键步骤中,都需要保留叠氮基团.总结了近二十年有机叠氮化合物参与的反应中C—N₃键保留的反应类型,主要包括环加成反应、与不饱和键的加成、Winstein重排和1,2-叠氮迁移等.     

Rh(II)催化3-重氮吲哚酮与烯基叠氮的烯化/环化反应合成螺吡咯啉吲哚酮

螺吡咯啉吲哚酮化合物含有两种重要氮杂环,由于其独特的结构骨架和存在于天然产物而被广泛关注.吲哚酮的3位与其它环状化合物以螺环形式结合的结构特点是该结构具有潜在药物活性和合成价值的基础,例如抗癌和抗菌活性,以及在合成新配体和有机催化剂上的应用.目前,尽管合成螺吲哚酮的策略已有1,3-偶极环加成、亲核加成及还原环化等,但是发展简单高效的构建螺吲哚酮化合物的方法仍具有很大的吸引力.烯基叠氮同时含有叠氮和烯基两个单元,被广泛应用于构建氮杂环.另一方面,重氮化合物被广泛用作偶联环化合成的底物.基于在叠氮化学和杂环合成方面的工作,我们设想利用3-重氮吲哚-2-酮和烯基氮的环化反应构建螺吲哚酮化合物.文献中有关烯基叠氮和重氮化合物反应的报道较少,主要涉及铑催化的环丙烷化和铜催化的环戊烯合成,在这些反应中烯基叠氮作为二元合成子参与反应,而其它类型的反应鲜有报道,因此我们设想利用烯基叠氮作为三元合成子来参与反应成环.在我们开展工作的同时, Katukojvala小组率先发表了铑催化的重氮烯和烯基叠氮的环化反应构建1-吡咯啉.本文报道了3-重氮吲哚酮和烯基叠氮在铑催化下发生[1+1+3]环化,构建一系列螺吡咯啉吲哚酮化合物.研究从反应条件优化开始,通过对催化剂、原料比、溶剂和温度等参数的筛选,确定了最佳反应条件为1a/2a(1/7), Rh_2(TFA)_4(2.5mol%), 1,2-二氯乙烷(0.1mol/L), 60°C.在标准条件下完成了21个不同基团取代的螺吡咯啉吲哚酮化合物的合成,最高收率可达91%,证实了该反应的普适性.当重氮底物的N原子上不含取代基或取代基为甲基、苄基、苯基、苯甲酰基和磺酰基时,反应均可以顺利发生,其中苯甲酰基和对甲苯磺酰基取代的底物的反应可取得90%以上的收率.对于重氮和烯基叠氮底物的苯环上含有卤素、甲基和甲氧基等取代基时,反应同样可以顺利进行,以中等收率得到对应产物,电子效应对反应效果影响不大,而存在位阻效应时反应收率略有降低.当降低反应温度或缩短反应时间,可以从反应体系中同时分离得到螺吡咯啉吲哚酮和重氮底物3位乙烯基化的产物.进一步实验表明, 3-烯基吲哚酮可以在标准条件下与烯基叠氮反应,以中等收率得到模板产物.该对照实验表明3-烯基吲哚酮是反应过程中的关键中间体.该反应条件温和,简单高效,底物适用范围广,为构建具有潜在生物活性的螺吲哚酮骨架提供了新的选择.     

烯基叠氮与二异丙基黄原酸酯的自由基串联反应:合成6-巯甲基菲啶（英文）

发展了偶氮二异丁腈诱发的烯基叠氮类化合物与二异丙基黄原酸酯的自由基串联反应,一步构建了碳-硫和碳-氮键.以50%至80%的收率方便和高区域选择性地合成了一系列官能化的6-巯甲基菲啶类化合物.机理研究表明该反应通过自由基路径进行.     

有机叠氮化合物的合成研究进展

综述了有机叠氮化合物近些年的合成方法研究进展.分别按不同类别进行了阐述,包括芳基叠氮、烯基叠氮、烷基叠氮、酰基叠氮等,并对部分反应机理进行了讨论.     

亮点介绍

<正>金属铱催化的烯丙基烯基化/烯丙基胺化串联反应Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,1496～1499苯并氮杂环类化合物是一类具有重要生理活性的化合物,在过去的几十年间,许多科学家致力于研究发展新的     

纳米碘化亚铜催化杂环C-H烯基化反应

杂环是一类非常重要的有机化合物,存在于许多天然产物和人工合成的化合物中.其中烯基化杂环化合物不仅可以作为某些高活性聚合物分子的单体,而且在药物、光电材料等合成方面都有非常重要的应用价值.发展了以纳米碘化亚铜为催化剂,磷酸钾为碱,1,10-邻啡啰啉为配体,二乙二醇二甲醚为溶剂,在氩气保护下加热回流24 h来促使杂环和溴代烯烃反应生成烯基化杂环化合物.催化使用的纳米碘化亚铜制备简单,性质稳定,在反应后可以回收循环使用,催化活性没有明显降低.而且该催化体系适用于多种芳香杂环,杂环C—H键酸性越强,越容易发生烯基化反应,产率越高.本工作共得到18个反式的烯基化杂环产物,并对这些化合物进行了结构表征.     

系列烯基化芳香杂环化合物的合成及结构表征

报道了一个简单、 高选择性合成烯基化芳香杂环化合物的反应体系. 在钯的催化作用下, 以乙酸/乙酸酐或四氢呋喃为溶剂, 芳香杂环化合物与烯基化试剂进行交叉脱氢偶联, 合成了系列具有潜在光学活性的烯基化芳香杂环化合物, 确定了最佳反应条件. 采用紫外光谱、 核磁共振氢谱和X射线单晶衍射对目标化合物进行了表征, 并对反应机理进行了探讨.     

分子内1,3-偶极环加成反应的研究II: 呋喃偶极体系的热及光化学反应

合成并研究了呋喃1,3-偶极C-2-呋喃-N-烯基硝酮(1)的热和光化学反应.1的热化学环加成反应具有区域选择性.生成氧氮杂二环辛烷类化合物.日光灯照明下加热还可得到双键迁移产物.1在波长>302nm下的光化反应产物是氧氮杂环丙烷,而在λ>270nm下除了还有重排产物N-戊烯基-2-呋喃甲酰胺,氧氮杂环丙烷不稳定,加热下通过1发生分子内环加成反应.     

芳杂环亚胺类化合物的研究进展

芳杂环亚胺类化合物因其特有的C=N键,具有很强的生物活性,在医药、材料、农业和染料等领域应用十分广泛。芳杂环亚胺类化合物也是一类重要有机中间体,可以发生还原、加成、环氧化等众多有机反应,更是杂环合成中的重要前体之一。本文围绕着芳杂环亚胺类化合物的种类、应用和国内外研究进展进行综述,为日后合成芳杂环亚胺类化合物提供一定参考。     

K_2S_2O_8/H_2O/NaOTf体系促进的烯基叠氮类化合物的Schmidt重排反应

在中性的反应条件下,三氟甲磺酸钠促进过硫酸钾与水经自由基反应过程产生质子,进而诱发烯基叠氮化合物的Schmidt重排反应,一步合成了多种取代的乙酰苯胺类化合物.对反应的自由基引发剂、溶剂、温度、时间等因素的考察,得到了最优的反应条件.该反应具有原料简单易得、操作简便、底物普适性好等优点.通过机理的研究和相关文献的调研,最后提出了可能的反应机理.     

IPrAuCl/AgOTf催化下合成N-磺酰基四氢吡咯类化合物

在IPrAuCl和AgOTf催化体系作用下,通过一系列磺酰胺和四氢呋喃类化合物反应,合成了N-磺酰基四氢吡咯类化合物,实现了五元氧杂环到氮杂环类化合物的转换.     

银催化烷基羧酸的脱羧叠氮化反应

<正>J.Am.Chem.Soc.2015,137,9820~9823有机叠氮类化合物不仅在化学生物学和药物化学中有着广泛的用途,也是重要的有机及材料合成中间体.因此,有机叠氮化合物的合成受到化学家的广泛关注.以廉价易得的羧酸为原料,通过自由基方法脱羧叠氮化,是合成叠氮化合物的重要方法.但是,以往的方法均需要先将羧酸转化为巴顿酯或其类似物,再与叠氮试剂反应,因而效率低下.中国科学院上海有机化学研究所李超忠课题组以硝酸银为催化剂,过硫酸钾为氧化剂,在水相中将烷基羧酸     

氨基噻唑类化合物的合成研究进展

氨基噻唑化合物是重要的N-杂环化合物,近年来被广泛应用于工业生产、药物研发等多个领域,因此氨基噻唑类化合物的合成受到了越来越多的关注.对氨基噻唑类化合物的新型催化体系及新型方法进行了综述.     

非对称氮杂环丙烷的亲核开环反应及其区域选择性

本文系统地总结了各类亲核试剂对非对称氮杂环丙烷(吖丙啶)的亲核开环反应及开环的区域选择性.氮杂环丙烷亲核开环的区域选择性是一种空间效应和电子效应平衡的结果,非芳基和非烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环通常发生在氮杂环丙烷取代少的碳原子上,空间效应起主导作用;而芳基和烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环通常发生在氮杂环丙烷芳甲位和烯丙位的碳原子上,电子效应起主导作用,烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环还可以发生在烯基的β-碳原子上;分子内的亲核开环反应主要受成环时环大小的控制,成环时的倾向是五元环>六元环>七元环.对于亲核试剂,一般的亲核试剂也同时受电子效应和空间效应的影响; 而亲核性强的亲核试剂通常只受空间效应的影响.容易生成稳定自由基的亲核试剂容易发生单电子转移机理的开环反应,生成相当于亲核试剂进攻氮杂环丙烷中取代多的碳原子得到的开环产物.     

氧杂环丁烷的扩环反应

氧杂环丁烷是一类重要的小杂环化合物,也是重要有机合成中间体,在有机化学、药物化学和高分子化学中都有广泛的应用.作为具有较大环张力的小杂环化合物,氧杂环丁烷类化合物除可以发生开环反应外,也很容易发生扩环反应,构建含氧普通环到大环化合物.主要总结了氧杂环丁烷的扩环反应,包括重氮化合物作为卡宾前体与氧杂环丁烷的扩环反应、金属...     

通过环化反应构建多取代咪唑的最新研究进展

咪唑是一类非常重要的五元含氮杂环化合物,在有机合成化学中具有广泛的用途,其广泛存在于天然产物、应用药物和材料等领域中,而且也是一类重要的有机合成中间体,因此合成咪唑的方法也倍受人们的关注.归纳总结了通过环化反应构建多取代咪唑的最新研究进展,主要介绍了以肟酯、2H-氮杂环丙烯、酮类化合物、2-氨基吡啶、叠氮化合物、三唑类...     

吲哚二酮哌嗪类化合物的合成研究进展

吲哚二酮哌嗪类化合物是一类重要的杂环化合物,自然界中存在许多含有此结构单元的物质.由于该类物质具有多种生物活性,特别是抗肿瘤活性,因此它们的合成得到了广泛的研究.综述了吲哚二酮哌嗪类化合物的主要合成方法及其研究进展.     

由N-芳基酰胺和重氮乙酸乙酯合成吲哚

J.Am.Chem.Soc.2008,130,13526～13527吲哚杂环结构广泛存在于天然产物和许多药物分子中,因此长期以来吲哚类化合物的合成一直受到重视.迄今已报道了多种方法用于合成这类杂环化合物,包括Fischer吲哚合成法、邻炔基苯胺的环化、还原环化以及过渡金属