鈀催化的烯丙位碳氫鍵活化官能團化反應研究進展

鈀催化的烯丙位碳氫鍵活化官能團化反應研究進展

1烯丙位c—引言鈀催化的烯丙基取代反應是建立碳碳鍵和碳碳雜原子鍵的重要方法，也被廣泛應用于合成具有生物活性的分子中。最近碳氫活化領域得到了長足的發(fā)展,尤其是惰性C—H鍵的直接官能團化,可以有效減少化合物合成步驟、提高合成轉(zhuǎn)化的原子經(jīng)濟性,一直以來,被譽為“化學的圣杯”在這篇文章中,我們將對烯丙位C—H鍵官能團化進行綜述.文章總結(jié)了最近幾年來鈀催化的烯丙位C—H鍵活化官能化反應以及在不對稱合成中的最新研究進展.同時分析了各種催化體系在底物兼容性和親核試劑范圍上的優(yōu)勢和不足,并對今后烯丙位C—H鍵活化的發(fā)展進行了展望.2c-h鍵激活的初步研究2.1所積的金屬sd用于烯丙醇c-h鏈的激活1962年,Parshall和Wilkinson2.2烯丙基鎘類化合物pa的合成從原子經(jīng)濟性和環(huán)保角度來看,實現(xiàn)該類型反應的催化形式一直是化學家努力的方向.但是要想實現(xiàn)催化形式的烯丙位C—H鍵活化反應卻面臨如下困難.第一,需要在同一催化體系中完成以下步驟:1.需要合適的鈀鹽實現(xiàn)烯丙位C—H鍵斷裂;2.形成的烯丙基鈀物種要有一定的親電性質(zhì),以接受親核試劑的進攻;3.需要合適的氧化劑實現(xiàn)二價鈀的再生.每一步的兼容性都是一個潛在的問題.第二,二價鈀跟簡單烯烴可以發(fā)生Wacker反應,如何控制化學選擇性是另外一個難點20世紀80年代初,Heumann和McMurry2003年,Franzén和Backv?ll隨后,該課題組用酞菁和分子氧作為終端氧化劑替代原體系中當量的苯醌氧化劑,副產(chǎn)物只有水,使得該反應更加經(jīng)濟環(huán)保3c-h鍵激活的最新研究3.1c-h氧化反應3.1.1w監(jiān)內(nèi)酯類早期的烯丙位C—H鍵活化的底物一般都是非末端烯烴.主要是因為末端烯烴在該條件下一般生成Wacker氧化產(chǎn)物.直到2004年,White小組大環(huán)內(nèi)酯是一類重要的結(jié)構(gòu)單元,廣泛存在于含有生物活性或藥物性質(zhì)的小分子中.White小組3.1.2c-h-烷基丙烯酸酯反應分子內(nèi)烯丙位C—H鍵氧化反應可用于合成1,2-二醇.White小組2014年,White小組3.1.3c-h聚醚反應是由丙烯c-h引起的含氧雜環(huán)廣泛存在于生物體和藥物分子中.例如苯并吡喃和異苯并吡喃是一類具有生物活性的小分子,有抗高血壓等作用.White小組3.2氨基丙烯酸c-h的反應3.2.1烯丙位c—分子內(nèi)烯丙位C—H胺基化反應C—N鍵廣泛存在于生命體中,具有重要的生物活性.因此利用烯丙位C—H鍵斷裂合成烯丙位胺基化產(chǎn)物具有重要的意義.White小組2009年,White小組White小組3.2.2c-h氨基丙烯酸反應接著,劉國生小組3.2.3c-h雙胺反應2007年,史一安小組3.3c-h烷基化反應3.3.1叔碳親核試劑的局限性北京大學施章杰小組同時,White小組鈀催化的分子間非活化烯烴的烷基化反應直到2011年才由White小組含有兩個吸電子取代基的亞甲基親核試劑已經(jīng)被廣泛用于烯丙位C—H鍵活化的烷基化反應中.但叔碳親核試劑卻很少報道或者局限于特殊的烯烴底物(1,3-二烯類底物)或者有限的親核試劑(四氫萘酮).White小組3.3.2有機化合物用作體相關材料的催化劑體系2012年,Trost小組接著,Trost等4c-h鍵活性物質(zhì)的研究4.1不對稱丙烯c-h氧化反應White小組手性吡喃結(jié)構(gòu)廣泛存在于天然產(chǎn)物中,其中很多都具有重要的生物活性.龔流柱小組4.2不對稱烷基化反應烯丙位C—H鍵活化的烷基化反應直到最近才有報道,而不對稱的烷基化反應的報道更是少之又少.Trost小組2014年,羅小組和雷小組5烯烴底物和烯烴底物的制備方法烯丙位碳氫活化用于構(gòu)建碳碳鍵,碳氮鍵,碳氧鍵已經(jīng)取得了一些很好的成果,為許多具有重要生物活性和藥學特征的化合物的高效合成提供了新的方法.但在親核試劑的適用范圍和烯丙基取代的區(qū)域選擇性及立體選擇性方面,仍然存在較大的提升空間.隨著對環(huán)境保護和原子經(jīng)濟性的要求的不斷增加,對該領域的研究必將獲得更多的關注.在進一步深入研究相關反應機理的基礎上,設計