氮自由基启动的1,n-烯炔环化反应

• Published in: 催化学报 Vol. 42; no. 5; pp. 731 - 742
• Main Authors: 魏文廷, 李强, 张明忠, 何卫民
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 聊城大学化学化工学院, 功能有机分子和材料研究所, 山东聊城252059%长江师范学院化学化工学院, 重庆408100%长沙理工大学电力与交通材料保护湖南省重点实验室, 湖南长沙410114 2021; 宁波大学材料科学与化学工程学院, 新型功能材料与制备科学国家重点实验室培育基地, 浙江宁波315211%宁波大学材料科学与化学工程学院, 新型功能材料与制备科学国家重点实验室培育基地, 浙江宁波315211
• Subjects: 1; Cyclization; 1,n-烯炔; C-N键; n-Enynes; 氮自由基; 环化; N-Radical; C-N bond
• ISSN: 0253-9837
• DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63702-0

C-N键广泛存在于药物、天然产物和功能材料中,而氮中心自由基在C-N键的构建中起到关键作用.但是,与广泛使用的碳中心自由基相比,氮中心自由基由于缺乏实用简便的产生方法而尚未得到充分研究.因此,发展高效的氮中心自由基引发反应迫在眉睫.在过去的几年里,得益于可信赖且可控制的自由基化学的兴起,可以通过热分解、氧化剂促进、金属盐催化或电催化来产生氮中心自由基.1,n-烯炔环化不仅可以一步反应同时构建形成两个或多个新的化学键,而且可以高选择性引入各种外部官能团,被认为是构建复杂环状化合物必不可少的方法.传统上,通过贵金属(例如Au、Pd、Rh、Ru等)和/或引发剂介导/催化来实现1,n-烯炔环化反应.1985年,Curran和他的同事报道了具有里程碑意义的工作,该方法通过碘代烯炔类化合物的分子内自由基串联环化反应实现了(±)-hirsutene的简洁全合成.受该工作的启发,并伴随着现代合成技术的发展,自由基启动的1,n-烯炔环化由于反应条件温和、具有较高的官能团兼容性、原子利用率高、通常不使用化学计量的金属催化剂和/或有毒引发剂,因而受到化学家们越来越多的关注.在此背景下,化学工作者已经开发了多种氮中心自由基启动的1,n-烯炔类化合物环化反应的方法.然而,据我们所知,目前还没有专门针对该主题的综述,因此本文及时进行总结分析.迄今为止,氮中心自由基启动的1,n-烯炔环化反应大概分为三种途径:(1)氮中心自由基选择性的与1,n-烯炔的C=C键进行加成反应,然后通过分子内环化以生成烯基自由基中间体,最后借助进一步环化反应、氢原子攫取或自由基偶联以得到最终产物;(2)涉及到氮中心自由基与1,n-烯炔的C≡C键的选择性加成反应、分子内环化及氧化脱氢;(3)借助分子内原位生成的氮中心自由基来启动的,随后经过两次分子内环化、单电子转移氧化及脱氢反应转化为最终产物.本文将依据氮中心自由基的类型,分为硝基自由基、叠氮自由基和酰胺自由基进行讨论,并将重点放在生成氮中心自由基的方法及其环化模式、相关反应机理以及存在的挑战上.