过渡金属催化的不对称交叉脱氢偶联反应研究进展

C—C键的形成是药物合成过程中重要的研究内容之一.交叉脱氢偶联直接利用不同反应底物中的C—H键在氧化条件下进行交叉偶联反应形成C—C键,反应过程中避免了反应底物的预先官能化,是构建新的碳-碳键简洁、高效的合成路径,原子利用率高、环境友好,具有重大的理论意义和应用价值.综述了目前过渡金属催化的不对称交叉脱氢偶联反应,重点阐述过渡金属与配体在反应的立体选择性中的应用.     

过渡金属催化的基于季铵盐C—N键断裂的偶联反应研究进展

含有碳-氮(C—N)键的胺类化合物广泛存在于天然产物、药物分子和功能材料之中.C—N键作为分布最广且相对惰性的化学键之一,通过对其选择性的断裂来构建新的碳-碳(C—C)或碳-杂(C—X)键在近年来逐渐发展为一种新的合成方法.季铵盐化合物易于从胺类化合物合成,发生C—N键断裂相对容易.综述了近年来以季铵盐为原料通过过渡金属催化的C—N键断裂实现的交叉偶联反应.     

亮点介绍

<正>镍氢催化的烯烃移位接力不对称氢烷基化Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1754～1758C(sp~3)立体手性中心广泛存在于药物分子和天然产物中.构建C(sp~3)—C(sp~3)键的过程中,对映选择性地引入一个不对称的二级烷基官能团能构建有机分子中最常见的叔碳C(sp~3)立体手性中心,该转化简洁而富挑战.从消旋的烷基卤化物或者烷基金属试剂出发,过渡金属催化的立体归一性的偶联反应是实现这类不对称转化的实用策略之     

铁催化碳-碳偶联反应研究进展

过渡金属催化的偶联反应是构建碳-碳键的重要手段.Fe具有储量丰富、价廉低毒、价态多样的特点,是一种理想的催化剂.随着人们对绿色、高效、高选择性反应的重视,铁催化的偶联反应研究日益增多.特别是近10年来,出现许多新的催化体系,催生出多种反应类型,如氧化偶联、还原偶联和C—H直接官能团化.根据偶联反应的类型,综述了近年来铁催化碳-碳偶联反应的研究进展.主要介绍各反应的特点、反应机理和应用,并展望其发展前景.     

分子内氧化偶联反应在合成复杂吲哚生物碱骨架中的应用

通过含有吲哚底物的分子内氧化偶联反应,成功地构建了Communesin家族生物碱的螺吲哚啉季碳中心,从而完成了(-)-Communesins A,B和F的对映选择性合成.接下来我们发展了分子内氧化偶联/缩合串联反应策略,得到了天然产物(-)-Vincorine的核心四环骨架,然后再经过五步转化完成了Vincorine的全合成.从药物化学角度来看,分子内氧化偶联/缩合串联提供了一个快速方便地合成含有多环吲哚啉骨架的方法.采用相同的串联反应策略,我们分别从色胺衍生的β-酮酸酰胺和丙二酸二酰胺出发,一步构建了多环螺吲哚啉和多环吲哚啉并吡咯环骨架分子.     

固相有机合成中钯催化的交叉偶联反应研究进展

过渡金属钯催化交叉偶联反应是形成碳一碳键的一种十分有效的方法,因此钯催化的C—C偶联反应引起了更多人们的广泛关注,并发展了多种不同的C—C偶联反应,包括Heck反应、Negishi反应、Suzuki偶联和Stille偶联等。固相有机合成具有反应条件温和、可使多种活性官能团兼容、受空间位阻影响小、具有高度的化学选择性、毒...     

铜催化不对称去对称化N-芳基化反应光学选择性构建含氰基的全碳四级手性中心

正Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,9555~9559全碳四级手性中心位阻较大,而取代基团手性差别较小,因此实现其高光学选择性构建极为困难,是不对称合成中最具挑战性的领域之一.只有极少数的反应能高光学选择性地直接形成全碳四级手性中心.不对称去对称化是构建全碳四级手性中心的一类重要方法.基于这一策略,中国科学院广州生物医药与健康研究院蔡倩课题组,采用binol衍生的手性配体,发展了Cu I催化的不对称分子内芳基C-N偶联反应,实现了含氰基的苯并六、七元环体系全     

Au(I)/手性双功能叔胺催化实现的一锅法串联成烯/不对称环化反应构建螺环季碳氧化吲哚

研究报道了Au（I）/手性叔胺串联催化实现的一锅法不对称反应,实现从重氮氧化吲哚和氟代烯醇硅醚出发构建螺环季碳氧化吲哚.反应的第一步是3.0 mol% IPrAuBF₄催化的重氮氧化吲哚与单氟烯醇硅醚的交叉偶联反应,现场产生N-Ac保护的3-烯基氧化吲哚在手性叔胺-四方酸C1的催化下与N-Ts邻氨基查尔酮再发生不对称Michael/Michael反应,以中等到良好的产率以及对映选择性,>20：1的非对映选择性得到螺环季碳氧化吲哚.反应的关键一步是Au（I）催化的给体-受体类重氮化合物与三取代单氟烯醇硅醚的成烯化反应,高效构建三取代烯烃.     

催化剂调控的金属卡宾与1,3-二羰基化合物选择性C—C键与C—H键插入反应机理的理论研究

通过密度泛函理论(DFT)方法分别研究了银和钪催化重氮化合物与1,3-二羰基化合物C—C键和C—H键插入的反应机理以及反应具有化学选择性的原因.计算研究表明,重氮化合物首先与Ag和Sc反应形成相应的银卡宾和钪卡宾.配位数低的银卡宾与1,3-二羰基化合物经过亲电加成、分子内环化、选择性开环和烯醇异构等过程,选择性地发生C—C键插入反应,生成α-位含全碳季碳中心的1,4-二羰基化合物.配位数高的钪卡宾与1,3-二羰基化合物经过亲电加成和质子化过程,选择性地发生C—H键插入反应,生成α-位含叔碳中心的1,3-二羰基化合物.理论计算表明,关键过渡态的环张力以及银和钪金属中心配位数的差异共同影响了该反应的化学选择性.该结果为发展过渡金属催化的卡宾转移反应提供了新思路.     

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.     

3-取代苯酞的合成研究进展

含3-取代苯酞结构的化合物广泛存在于植物和真菌中,是传统中草药中的活性成分,在现代医药中受到广泛关注.本综述列举了部分具有生物活性的苯酞类化合物,综述了3-取代苯酞类化合物的合成研究进展,特别是近年来报道的对映体选择性合成方法,以期对设计、发现具有广泛适用性和高立体选择性地合成苯酞骨架或类似化合物的方法产生启示作用.这些方法包括:(a)通过形成C—C键的反应构建内酯,例如2-酰基苯甲酸酯等的醇醛缩合/内酯化级联反应;(b)通过形成C—O键的反应构建内酯,例如2-酰基苯甲酸酯的还原内酯化或3-烯基苯酞的还原,分子内氧化/内酯化,或分子内氧化还原/内酯化.这些方法对于高立体选择性合成苯酞类化合物和药物研究具有重要意义.     

过渡金属催化的硫酯的交叉偶联反应研究进展

硫酯在医药、农药、香精香料、材料等领域应用广泛,可从羧酸衍生得到,羧酸在自然界寻常可见、结构丰富.硫酯C(O)—S键能轻易和低价过渡金属发生氧化加成生成C(O)—M—S,该物种在不脱羰或脱羰情况下可以和亲核试剂反应构建碳碳键.近二十年来,人们广泛研究了过渡金属催化的硫酯的交叉偶联反应,这为从羧酸出发构筑C—C键提供了可供选择的有效方案.本综述按照过渡金属种类,依次对钯、镍、铜、铑等过渡金属催化的硫酯的交叉偶联反应进行了总结和讨论,综述了该类反应在天然产物、药物分子合成及其后期转化中的应用.同时关注了近些年报道的硫酯的不对称交叉偶联反应,以及硫酯的交叉偶联反应在串联反应和官能团转化方面的应用.     

二聚环色胺生物碱的全合成研究进展

二聚环色胺生物碱具有相邻的立体位阻较大的全碳季碳中心和良好的生物活性,作为合成目标一直吸引着合成化学家的广泛关注.立体选择地构建这类生物碱中相邻的全碳季碳中心是该类型分子化学合成的挑战.综述总结了二聚环色胺生物碱十二年来的全合成研究进展.     

α-手性三级叠氮化合物的不对称催化合成新进展

α-手性叠氮化合物广泛应用于合成化学、药物化学和生命科学等领域.由于手性叠氮既可用于多样性合成手性胺衍生物及含氮杂环化合物,且叠氮基本身也是药效团,α-手性叠氮的高效合成对于药物研发十分重要.随着引入手性季碳来增加分子的三维立体性来改善生物活性和成药性成为药物设计研发的有效手段,发展具有氮杂季碳手性中心的α-手性三级叠氮的不对称催化合成新方法来促进药学研究十分必要.然而,由于叠氮基接近于直线的结构所带来的不利位阻效应,以及需要区分差异性较小的取代基来构建氮杂季碳手性中心的挑战性,高对映选择性的不对称催化方法较为匮乏.本综述旨在从含C—N3键化合物的不对称官能团化反应和通过C—N₃键形成的不对称叠氮化反应两种构建策略出发,介绍近五年不对称催化合成α-手性三级叠氮的研究进展.藉此对反应机理及优势与不足等进行分析讨论,为从事有机合成和药物化学相关的科研人员提供一些参考和启发.     

碳硼烷和碳硼炔金属配合物中金属-碳键的化学性质

碳硼烷和碳硼炔金属配合物中的金属-碳键具有不同于经典金属-碳键的化学性质.一方面,二十面体碳硼烷独特的电子和空间效应使得碳硼烷金属配合物中的金属-碳键不参与和不饱和分子的反应 另一方面,在一定条件下具有大空间位阻的碳硼笼可以诱导某些碳-碳偶联反应.然而,碳硼炔金属配合物中的金属-碳键能与多种不饱和分子发生反应,其反应模式取决于中心金属离子的电子构型.本文简要总结了我们近期在这方面的研究进展.     

Ni催化的碳(sp2)-碳和碳(sp2)-杂交叉偶联反应

综述了Ni催化的碳(sp²)-碳和碳(sp²)-杂交叉偶联反应. 主要反应类型有: Heck反应、Sonogashira反应、Kumada-Corriu反应、Negishi反应、Stille反应、Suzuki反应、Ullmann反应、C—N偶联反应、C—O偶联反应、C—P偶联反应和C—S偶联反应. 详细地介绍了各个反应的底物要求、反应条件、反应选择性和产率. 最后, 我们对Ni催化的反应机理研究也作了总结.     

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。     

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     

镍/氮杂卡宾催化醛、炔和烯酮的三组分对映选择性偶联

<正>季碳手性中心广泛存在于天然产物、药物等生物活性分子中,但其对映选择性合成具有较大挑战性.尽管近年来不对称催化在季碳手性中心构筑领域得到了快速发展,但其中很大部分局限于环状季碳手性中心.而相应的非环状季碳手性中心的构建除了面临高度拥挤的化学反应环境之外,还面临着构象柔性的挑战,其不对称构建一直发展缓慢.     

过渡金属催化氟代烯烃参与的交叉偶联反应进展

过渡金属催化（类）卤化物和不同金属试剂的交叉偶联反应是构建不同类型碳碳键和碳杂原子键的重要方法之一。该类反应一般使用活性较高的氯、溴、碘或类卤化物作为亲电试剂,尽管C—F键的键能较强,利用过渡金属直接活化较为惰性的芳基C—F键并参与实现的交叉偶联反应已有较多报道。此外,近期的研究表明,也可以通过直接活化烯基C—F键并催化实现该类底物参与不同类型的交叉偶联反应,从而进一步拓展了交叉偶联反应的底物适用范围,并应用于具有高附加值精细化学品的选择性合成。本文围绕钯或镍催化活化单氟或者多氟烯烃等底物参与的Negishi、Suzuki-Miyaura、Kumada、Hiyama和Sonogashira等5类交叉偶联反应,通过探讨已有方法的反应机理及其适用范围,综述了该领域的研究进展并进行了展望。