?? C—H鍵活化主要是通過過渡金屬催化, 具有原子經濟性高和步驟簡潔等特點, 其主要的過渡金屬包括鈀、鎳、銅等, 另外在非金屬以及無金屬條件催化下也可以實現C—H鍵活化.大多數C—H鍵官能團化構建C—S鍵的反應如Eq. 1所示.
通過芳基鹵化物的直接硫氰化來構筑C—S鍵是合成硫氰酸芳基酯的比較常用的方法.早在1996年, Suzuki及其同事開就探索出了一種在溫和條件下合成芳基硫氰酸酯的方法, 采用KCu(SCN)2與芳基碘化物交叉偶聯反應合成目標產物. 2006年Guo等報道了CuI催化芳基碘化物與KSCN偶聯合成硫氰化產物, 這類方法的主要缺點是產率較低且底物主要局限在芳基碘化物. Wang等報道了一種直接且簡單的方法, 實現了在室溫下咪唑并雜環化合物4通過sp2 C—H官能團化高度選擇性硫氰化(Eq. 2), 該方法所得的產物C-3硫氰化咪唑并吡啶6收率高(80%~94%), 并且底物適應性較好.在咪唑并吡啶芳基環上的各種供電子和吸電子基團都具有很好的耐受性, 而且沒有顯示出明顯的電子效應.此外, 該反應的空間位阻效果也不明顯, 在不同位置取代的甲基咪唑并吡啶類可以高效地與KSCN反應.該方法大大地拓寬了硫氰酸芳基酯反應的底物范圍, 不再局限于芳基碘化物.
Fu等在非金屬催化條件下采用一鍋法, 將炔醛7、吡啶-2-胺8和醇或硫醇9三組分反應合成取代咪唑并[1, 2-a]吡啶衍生物10 (Eq. 3), 反應的特點是不含金屬、環境友好且廉價易得.該合成咪唑并[1, 2-a]吡啶的方法其底物適用性廣, 且收率高.
化學家期望發現合成步驟少、有毒廢物排放量小、反應條件溫和且選擇性高的反應方案.因此, 綠色化學的概念逐漸興起, 研究人員將多相催化、非金屬催化或無催化劑等綠色合成的概念應用在C—S成鍵中, 使用碘、堿或納米顆粒進行轉化, 避免了過渡金屬絡合物和鹽的使用. Wang等報道了綠色簡潔的水促吲哚11與磺酰肼12的硫醇化反應(Eq. 4), 該方法可以在沒有任何催化劑、配體或添加劑的溫和條件進行, 該反應的收率較高(最高可達到99%), 且副產物僅為氮氣和水.這提供了一種環境友好且經濟的反應途徑.
C—H官能化為有機分子的官能化提供了高效、經濟和環境友好的方案, 推動了有機合成領域的迅速發展.盡管C—H活化策略有著巨大的吸引力, 但是依然面臨一些挑戰, 比如:反應條件不具有普適性、底物適用性窄和惰性C—H鍵的活化等.
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