常见的C-H活化反应
发布网友
发布时间:2024-09-07 09:32
我来回答
共1个回答
热心网友
时间:2024-10-28 16:34
C-H键活化反应是有机合成化学中的关键步骤,长期以来被视为“圣杯”。这些反应之所以具有挑战性,主要因为C-H键的极性小,键能高,且碳元素与氢元素电负性接近,导致其具有很强的惰性。近年来,随着过渡金属催化的C-H活化反应的兴起,这一难题得到了有效解决,成为有机合成化学强有力的工具。
余金权教授及其团队发现了一系列具有位置选择性和立体选择性的C-H活化反应,这些反应通过钯催化并加入氧化剂实现。底物通常包含导向基团,优化的配体能够增强反应的选择性和速率。例如,余金权教授实现C-H键的多种官能化,以及与Houk教授共同探索芳基间位C-H键活化,脂肪酸直接羰基化反应合成环状酸酐,互变异构配体与氧气实现羧基导向的C-H键羟基化等。这些研究为C-H活化反应开辟了新途径。
除了余金权教授的研究,还有Sanford反应,它在钯催化下通过导向基团进行C-H位乙酰氧基化反应。有机合成天才Melanie Sanford教授对这一领域有深入研究。White催化剂则是一种多用途的商业化催化剂,高效地氧化相对惰性的C-H键形成新的C-O、C-N和C-C键,适用于各种烯烃的分子内或分子间C-H氧化,显示出极高的化学、区域和立体选择性。
Catellani反应则是一种三组分偶联反应,芳基碘化物先与降冰片烯进行Heck反应,再进行邻位C-H活化进行烷基化或芳基化,最后与端基烯烃偶联得到邻位取代的烯基芳烃。此反应为合成全碳四取代不对称烯烃提供了可能。
Baran试剂是一种二烷基亚磺酸锌盐,可以直接对杂环芳烃C-H键进行官能团化,且市面上有多种Baran试剂可供选择。
除了上述反应,还有Horacio F. Olivo课题组报道的Rh催化下的分子内苯环C-H活化反应、Du Bois胺基化反应、光催化反应、镍催化反应、铁催化导向碳氢官能团化等。这些反应覆盖了C-H键活化的多个方面,展现出C-H活化反应的多样性和复杂性。
Jie Jack Li教授的《C–H Bond Activation in Organic Synthesis》一书,系统地介绍了C-H键活化反应,包括自由基C-H活化反应、Pd、Rh、Ni、Fe、Cu、Co催化的C-H活化反应、C-H活化的氟化和三氟甲基化反应,以及杂环的C-H活化反应等,为C-H活化反应的研究提供了全面的指导和参考。
总的来说,C-H活化反应是有机合成化学中不可或缺的步骤,随着研究的深入和技术的进步,这一领域的潜力和应用前景将更加广阔。