化学学报 ›› 2023, Vol. 81 ›› Issue (6): 657-668.DOI: 10.6023/A23040118 上一篇    下一篇

综述

4-酰基/氨基羰基/烷氧羰基取代汉斯酯参与的有机反应研究进展

刘坜a,b, 郑刚a, 范国强a, 杜洪光b,*(), 谭嘉靖b,*()   

  1. a 中石化(北京)化工研究院有限公司 北京 100013
    b 北京化工大学 化学学院 北京 100029
  • 投稿日期:2023-04-06 发布日期:2023-05-11
  • 作者简介:

    刘坜, 工程师, 北京化工大学化学学院化学专业2018级博士研究生, 研究方向为绿色化学以及光化学有机合成, 累计发表SCI论文5篇. 现就职于中石化(北京)化工研究院有限公司, 研究方向为茂金属催化剂合成.

    郑刚, 中石化(北京)化工研究院有限公司高级工程师, 硕士, 2013年获中石化科技进步一等奖(排名第三), 2020年获中石化前瞻性基础性研究二等奖(排名第三). 从事单中心催化剂开发应用研究, 在茂金属催化剂的工业应用、产品开发等领域取得系列进展, 获得中国专利授权70余项.

    范国强, 中石化(北京)化工研究院有限公司高级工程师, 博士, 主要从事茂金属催化剂及聚烯烃的研究开发工作, 研究开发了聚丙烯、聚乙烯及聚烯烃弹性体等系列茂金属催化剂, 开发的聚丙烯茂金属催化剂已成功工业应用. 2011年获中国石化科技进步奖一等奖, 2020年获中国石化前瞻性基础性研究科学奖二等奖.

    杜洪光, 博士, 北京化工大学化学学院教授, 博士生导师. 主要研究领域为药物化学和有机合成方法学, 累计发表SCI论文70余篇.

    谭嘉靖, 博士, 副教授. 本科毕业于中国科学技术大学, 2013年于美国芝加哥大学化学系获得博士学位, 师从Hisashi Yamamoto教授. 2013年至2016年在美国默沙东公司工艺化学部担任副研究员, 从事手性药物合成工艺研究. 2016年受聘到北京化工大学理学院(现化学学院), 担任副教授. 课题组长期在有机合成方法学和药物化学领域从事研究, 累计发表SCI论文50余篇. 作为项目负责人先后承担国家自然科学基金(面上、青年)、北京市自然科学基金. 作为项目骨干参与国家重点研发计划子课题.

  • 基金资助:
    国家自然科学基金(21702013); 国家自然科学基金(22271010); 北京化工大学中央高校基本科研业务费专项资金(XK1802-6)

Research Progress in Organic Reactions Involving 4-Acyl/Carbamoyl/Alkoxycarbonyl Substituted Hantzsch Esters

Li Liua,b, Gang Zhenga, Guoqiang Fana, Hongguang Dub(), Jiajing Tanb()   

  1. a Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, Beijing 100013
    b Beijing University of Chemical Technology, College of Chemistry, Beijing 100029
  • Received:2023-04-06 Published:2023-05-11
  • Contact: *E-mail: dhg@mail.buct.edu.cn; tanjj@mail.buct.edu.cn
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China(21702013); National Natural Science Foundation of China(22271010); Fundamental Research Funds for the Central Universities in BUCT(XK1802-6)

近年来, 4-酰基、氨基羰基和烷氧羰基取代汉斯酯作为一种新型的自由基供体试剂, 已成为当前热门的研究方向之一. 该类化合物可以通过光化学、电化学或化学氧化等体系在温和条件下产生相应的酰基、氨基羰基或烷氧羰基自由基, 从而发生一系列自由基加成/偶联反应. 由于其所含二氢吡啶骨架具有还原性, 该类自由基前体常表现出独特的反应活性, 并且对于过渡金属催化、有机小分子催化的协同体系具有良好的兼容性. 此外, 该类反应条件通常具有环境友好、官能团适用性高以及生物兼容性良好等特点, 在药物化学和化学生物学领域具有重要的研究价值. 本综述将分别介绍酰基自由基、氨基羰基自由基和烷氧羰基自由基, 重点探讨自由基产生体系、反应机理以及基于汉斯酯骨架的合成策略所具有的独特性和应用.

关键词: 4-取代汉斯酯, 酰基/氨基羰基/烷氧羰基自由基, 光催化反应, 电化学有机合成, 绿色化学

In recent years, 4-acyl/carbamoyl/alkoxycarbonyl-substituted Hantzsch esters have been increasingly utilized as a new class of radical precursor reagents, emerging as one of major research topics for synthetic chemists. These compounds can generate the corresponding acyl, carbamoyl, and alkoxycarbonyl radicals under mild conditions through photochemical, electrochemical, or chemical oxidation systems, leading to a wide array of radical addition/coupling reactions. Due to the reducibility of their dihydropyridine skeleton, these radical precursors often exhibit unique reactivities and display good compatibility with transition metal-catalysis and organocatalysis systems. In addition, the reported reaction conditions typically feature for environmental friendliness, highly functional group-tolerance, and biocompatibility, which should have significant research value in the fields of medicinal chemistry and chemical biology. Herein, this review summarizes the research progress of acyl, carbamoyl and alkoxycarbonyl radicals, and focuses on radical generation system, mechanistic underpinnings, as well as the uniqueness and applications of the synthetic strategies with such Hantzsch esters.

Key words: 4-substituted Hantzsch esters, acyl/carbamoyl/alkoxycarbonyl radicals, photocatalysis, electro-organic synthesis, green chemistry