銠催化的三元碳環的開環/羰基環化反應研究進展
陳瑩瑩,毛國梁*,劉小兵,吳韋*
(東北石油大學?化學化工學院?石油與天然氣化工省重點實驗室,黑龍江?大慶??163318)
摘要
由于較大的環張力,三元環表現出較高的反應活性,在銠等過渡金屬的催化作用下可以發生開環反應,與一氧化碳作用可實現羰基化等反應也為多種具有生物活性的化合物提供了簡便的合成方法。主要綜述了近年來銠催化的三元碳環衍生物和一氧化碳進行羰基化環化反應的研究進展、機理及其在有機合成中的應用。
引言
羰基化反應是指在有機化合物分子中引入羰基的反應,是制備醛、酮等羰基化合物的重要方法。由于羰基化反應多屬于“原子經濟”性反應,具有充分利用資源和環境友好性的雙重優點。一些傳統的催化氧化過程正在被羰基化反應技術逐步替代。
環加成反應是構建復雜的碳環化合物的最有效的方法,是合成環狀化合物及多環化合物的一類重要的反應。過渡金屬催化劑催化的環加成反應是金屬有機化學研究的一個熱點。銠催化的環加成反應具有對映選擇性高、反應時間短、轉化率高等優點,這對于手性藥物的合成具有一定的科學意義和應用前景。由于環張力,小環化合物可以與低價金屬發生氧化加成反應,從而實現小環的開環生成有機銠中間體,隨后與一氧化碳發生反應可以得到羰基化合物。其中通過低價金屬的氧化加成而實現的開環/羰基化反應一般是通過配位、氧化加成、轉移插入、還原消除和配體交換;其中一氧化碳作為一個碳單元,是合成羰基環化化合物的一種簡潔、高效的方法。
過渡金屬催化的多元不飽和體系有機物的環化已經引起了科學家的關注。尤其是羰基環化反應是構建含羰基官能團組分的環化合物的一類重要反應,以炔烴-烯烴[2+2+1]羰基化環化反應(Pauson-Khand reaction)為例,該反應已經廣泛的應用于環戊酮的合成。本文主要綜述了近幾年來,在銠催化作用下,三元環化合物(環丙烷,亞烷基環丙烷,乙烯基環丙烷和環丙烯等)和一氧化碳進行羰基化環加成反應的研究。
結論
近年來,銠催化的[5+1]、[5+2+1]、[3+1]、[3+2+1]、[2+2+1]羰基化環加成反應的研究取得了長足的進展,特別是在合成環狀羰基化合物方面得到了廣泛的應用。由于銠催化的環丙烷類化合物與一氧化碳的羰基化環加成反應操作簡單,立體選擇性高,所以在有機合成和藥物合成方面得到了廣泛的應用。許多銠催化的羰基化環加成反應顯示出了其潛在的工業應用價值,但是由于銠催化劑比較昂貴,所以在工業上的應用十分受限。如果能解決銠催化劑的回收利用等問題,那么一定會有效的加快相應的工業化進程。
目錄
1?環丙烷羰基化環加成反應
2?亞烷基環丙烷(ACPs)羰基化環加成反應
3?乙烯基環丙烷(VCPs)羰基化環加成反應
4?環丙烯羰基化環加成反應
5?總結?
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