杨丽敏副教授课题组受邀在Chem. Rec.上发表综述:氮杂环卡宾活化α-、β-、γ-和远端位点

来源 : 材化学院     作者 : 材化学院     时间 : 2023-03-28     

    

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    近日,杭州师范大学材料与化学化工学院杨丽敏副教授和钟国富教授受邀在化学领域知名期刊“The Chemical Record”(IF: 6.935)发表题为“NHC-Activations on α-, β-, γ-, and Beyond”的专题综述。该论文系统回顾了氮杂环卡宾活化α-β-γ-和远端位点的机制和研究进展。

      近几十年来,N-杂环卡宾 (NHC) 由于其特殊的电子性质和多样的反应活性,在有机催化反应中受到了极大的关注。NHC形成的关键的Breslow中间体可转化为酰基阴离子等同物 (acyl anion equivalent)、烯醇中间体 (enolate intermediate)、高烯醇中间体 (homoenolate intermediatate)、酰基唑中间体 (acyl azolium intermediate) 和乙烯基烯醇中间体 (vinyl enolate intermediate) 等。这些中间体的环加成反应引起了广泛的研究。NHC催化具有催化效率高、对映选择性好、操作简单、反应条件温和等优点。不对称有机小分子催化反应可以通过NHC催化从而高效的构建C-C键、C-N键和C-O键等。

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       NHC催化剂可以在羰基化合物的原位、α-、β-、γ-和远处活化。除了活化这些羰基化合物,我们还介绍了NHC催化剂对亚胺的活化。随着与NHC结合的羰基碳原子距离的增加,不同位点的活化难度逐渐增强。原位的羰基碳原子非常活泼,早期的化学家热衷于研究羰基碳的极性。α位的高活性是由羰基的吸电子效应引起的,与NHC结合后可形成烯醇式中间体。β位碳原子的活化有两种不同的形式:一种是形成β位具有亲核性的高烯醇式中间体;另一种是形成在β位具有亲电性的酰基唑中间体。近年来,随着对NHC催化反应的深入研究,γ位碳原子的NHC活化越来越受到重视。NHC活化远距离位点,如δ-和ε-位点具有一定的挑战。并且,距离NHC结合位点太远,无法很好的控制反应性。

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    该文章文主要综述了近年来NHC催化活化羰基碳(或亚胺碳)原位、αβγ等不对称反应的发展和新进展。对于酮和亚胺的远程功能化和活化,这是一种非常实用和极其有效的方法,许多研究已经使用这种方法来合成具有多种药理活性的分子。然而,尽管NHC催化在不对称合成方面取得了良好的进展,但其攻击目标仍然非常有限,主要用于活化酮和亚胺。羰基(或亚胺)化合物的远端位点的活化研究相对较少且更具挑战性。未来NHC有机催化在远程功能化方面的研究将会更进一步,具有巨大的合成潜力。

   该综述的通讯作者为杨丽敏副教授和东方理工高等研究院的钟国富教授,第一作者为2020级硕士研究生陈晓玉。该工作得到了国家自然科学基金(21602203)、浙江省自然科学基金(LY20B020002、LY20B020010)的资助和支持。

    论文链接:https://doi.org/10.1002/tcr.202200279

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   杨丽敏,博士,副教授,硕士生导师。2011年在新加坡南洋理工大学获得博士学位。20129月,加入中国杭州师范大学。2018-2020年,在美国加州大学洛杉矶分校做访问学者。主要从事手性催化、不对称有机合成方法学及反应机理等领域的基础研究,利用理论计算与有机合成结合的优势,探索有机反应机理,发展有机催化下手性环状化合物的合成新方法。在Nat. Catal., Nat. Chem., J. Am. Chem. Soc., ACS Catal., Org. Lett.Chem. Commun.等国际著名学术期刊上发表SCI论文20余篇, 担任Org. Lett., Org. Chem. Front., Chem. Commun.等国际知名化学期刊审稿人。