有机化学 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (10): 3470-3490.DOI: 10.6023/cjoc202307017 上一篇 下一篇
所属专题: 有机硅化学专辑-2023
综述与进展
收稿日期:
2023-07-16
修回日期:
2023-08-22
发布日期:
2023-08-30
基金资助:
Qiyang Li, Haiyan Zhang, Wenbo Liu()
Received:
2023-07-16
Revised:
2023-08-22
Published:
2023-08-30
Contact:
*E-mail: Supported by:
文章分享
有机硅化合物在合成、制药和检测等许多领域有着广泛的应用. 鉴于其重要性, 有机硅化合物的合成方法学研究颇受关注. 其中, 在成本和环境友好性等方面的突出优势, 无过渡金属参与的碳硅键构筑作为过渡金属催化偶联策略的主要替代方法, 在过去几年中得到了发展并被应用于多种有机硅化合物的合成中. 以反应催化剂(引发剂)的种类为框架, 进一步按照反应中形成的碳硅键类型分类, 总结了近期发表的无过渡金属参与碳硅键构建方法, 对部分代表性的反应机理做了简要说明, 并对未来发展方向提出简要展望.
李奇阳, 张海燕, 刘文博. 无过渡金属参与的碳硅键构筑方法研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(10): 3470-3490.
Qiyang Li, Haiyan Zhang, Wenbo Liu. Research Progress in Transition-Metal-Free C—Si Bond Formation[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(10): 3470-3490.
[1] |
Brook M. A. Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry, Wiley, New York, 2000.
|
[2] |
Franz A. K.; Wilson S. O. J. Med. Chem. 2013, 56, 388.
doi: 10.1021/jm3010114 |
[3] |
(a) Feng S.-Y.; Qu Z.-R.; Zhou Z.-K.; Chen J.-Y.; Gai L.-Z.; Lu H.; Chem. Commun. 2021, 57, 11689.
doi: 10.1039/D1CC04687J |
(b) Salgues B.; Sarkar R.; Fajri M. L.; Avalos-Quiroz Y. A.; Manick A.; Giorgi M.; Vanthuyne N.; Carissan Y.; Videlot- Ackermann C.; Ackermann J.; Canard G.; Parrain J.; Guennic B. L.; Jacquemin D.; Amatore M.; Commeiras L.; Zaborova E.; Fages F. J. Org. Chem. 2022, 87, 3276.
doi: 10.1021/acs.joc.1c02942 |
|
[4] |
(a) Poole C. F. J. Chromatogr. A 2013, 1296, 2.
doi: 10.1016/j.chroma.2013.01.097 |
(b) Hsieh C.-Z.; Chung W.-H.; Ding W.-H. RSC Adv. 2021, 11, 23607.
doi: 10.1039/D1RA04195A |
|
[5] |
(a) Metsänen T. T.; Gallego D.; Szilvási T.; Driess M.; Oestreich M. Chem. Sci. 2015, 6, 7143.
doi: 10.1039/c5sc02855h pmid: 27136183 |
(b) Bleith T.; Gade L. H. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6074.
doi: 10.1021/jacs.6b03576 pmid: 27136183 |
|
(c) Park S.; Chang S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 7720.
doi: 10.1002/anie.v56.27 pmid: 27136183 |
|
[6] |
Muramatsu W.; Yamamoto H. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 6792.
doi: 10.1021/jacs.1c02600 |
[7] |
Bellan A. B.; Knochel P. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 1838.
doi: 10.1002/anie.v58.6 |
[8] |
McWilliams S. F.; Broere D. L. J.; Halliday C. J. V.; Bhutto S. M.; Mercado B. Q.; Holland P. L. Nature 2020, 584, 221.
doi: 10.1038/s41586-020-2565-5 |
[9] |
(a) Verma V.; Koperniku A.; Edwards P. M.; Schafer L. L. Chem. Commun. 2022, 58, 9174.
doi: 10.1039/D2CC02915D pmid: 33356223 |
(b) Kuci'nski K.; Stachowiak H.; Lewandowski D.; Gruszczy'nski M.; Lampasiak P.; Hreczycho G. J. Organomet. Chem. 2022, 961, 122127.
doi: 10.1016/j.jorganchem.2021.122127 pmid: 33356223 |
|
(c) Matsuoka K.; Komami N.; Kojima M.; Mita T.; Suzuki K.; Maeda S.; Yoshino T.; Matsunaga S. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 103.
doi: 10.1021/jacs.0c11645 pmid: 33356223 |
|
[10] |
(a) Langkopf E.; Schinzer D. Chem. Rev. 1995, 95, 1375.
doi: 10.1021/cr00037a011 pmid: 29938502 |
(b) Chatgilialoglu C.; Ferreri C.; Landais Y.; Timokhin V. I. Chem. Rev. 2018, 118, 6516.
doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00109 pmid: 29938502 |
|
[11] |
Littleson M. M.; Campbell A. D.; Clarke A.; Dow M.; Ensor G.; Evans M. C.; Herring A.; Jackson B. A.; Jackson L. V.; Karlsson S.; Klauber D. J.; Legg D. H.; Leslie K. W.; Moravčík Š.; Parsons C. D.; Ronson T. O.; Meadows R. E. Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 1407.
doi: 10.1021/acs.oprd.9b00171 |
[12] |
Komiyama T.; Minami Y.; Hiyama T. ACS Catal. 2017, 7, 631.
doi: 10.1021/acscatal.6b02374 |
[13] |
(a) Yang Y.-H.; Wang C.-Y. Sci. China Chem. 2015, 58, 1266.
doi: 10.1007/s11426-015-5375-0 |
(b) Lipke M. C.; Liberman-Martin A. L.; Tilley T. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 2260.
doi: 10.1002/anie.v56.9 |
|
[14] |
Schuman D. P.; Liu W.-B.; Nesnas N.; Stoltz B. M. Organosilicon Chemistry: Novel Approaches and Reactions, Eds.: Hiyama, T.; Oestreich, M., Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, New York, 2019.
|
[15] |
Tyagi A.; Yadav N.; Khan J.; Singh S.; Hazra C. K. Asian J. Org. Chem. 2021, 10, 334.
doi: 10.1002/ajoc.v10.2 |
[16] |
Bähr S.; Oestreich M. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 52.
doi: 10.1002/anie.v56.1 |
[17] |
Gandhamsetty N.; Joung S.; Park S.-W.; Park S.; Chang S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16780.
doi: 10.1021/ja510674u pmid: 25412033 |
[18] |
Gandhamsetty N.; Park S.; Chang S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15176.
doi: 10.1021/jacs.5b09209 pmid: 26580152 |
[19] |
Hazra C. K.; Gandhamsetty N.; Park S.; Chang S. Nat. Commun. 2016, 7, 13431.
doi: 10.1038/ncomms13431 |
[20] |
Gandhamsetty N. Park J.; Jeong J.; Park S.-W.; Park S.; Chang S. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 6832.
doi: 10.1002/anie.v54.23 |
[21] |
Kim E.; Park S.; Chang S. Chem. Eur. J. 2018, 24, 5765.
doi: 10.1002/chem.v24.22 |
[22] |
Pérez M.; Hounjet L.; Caputo C.; Dobrovetsky R.; Stephan D. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18308.
doi: 10.1021/ja410379x |
[23] |
Andrews R.; Chitnis S.; Stephan D. Chem. Commun. 2019, 55, 5599
doi: 10.1039/C9CC02460C |
[24] |
Parks D.; Blackwell J.; Piers W. J. Org. Chem. 2000, 65, 3090
doi: 10.1021/jo991828a pmid: 10814201 |
[25] |
He T.; W, G.-Q.; Long P.-W.; Kemper S.; Irran E.; Klare H. F. T.; Oestreich M. Chem. Sci. 2021, 12, 569.
doi: 10.1039/D0SC05553K |
[26] |
Fang H.-Q.; Xie K.X.; Kemper S.; Oestreich M. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 8542.
doi: 10.1002/anie.v60.15 |
[27] |
Ma Y.-H.; Wang B.-L.; Zhang L.; Hou Z.-M. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3663.
doi: 10.1021/jacs.6b01349 |
[28] |
Han Y.-X.; Zhang S.-T.; He J.-H.; Zhang Y.-T. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7399.
doi: 10.1021/jacs.7b03534 |
[29] |
Han Y.-X.; Zhang S.; He J.-H.; Zhang Y.-T. ACS Catal. 2018, 8, 8765.
doi: 10.1021/acscatal.8b01847 |
[30] |
Zhang J.-B.; Park S.; Chang S. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 13209.
doi: 10.1021/jacs.8b08733 |
[31] |
Ma Y.-H.; Lou S.-J.; Luo G.; Luo Y.; Zhan G.; Nishiura M.; Luo Y.; Hou Z.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 15222.
doi: 10.1002/anie.v57.46 |
[32] |
Sasaki M.; Kondo Y. Org. Lett. 2015, 17, 848.
doi: 10.1021/ol503671b |
[33] |
Toutov A.; Liu W.-B.; Betz K. N.; Fedorov A.; Stoltz B. M.; Grubbs R. H. Nature 2015, 518, 80.
doi: 10.1038/nature14126 |
[34] |
Banerjee S.; Yang Y.-F.; Jenkins I. D.; Liang Y.; Toutov A. A.; Liu W.-B.; Schuman D. P.; Grubbs R. H.; Stoltz B. M.; Krenske E. H.; Houk K. N.; Zare R. N. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6880.
doi: 10.1021/jacs.6b13032 pmid: 28462580 |
[35] |
Liu W.-B.; Schuman D. P.; Yang Y.-F.; Toutov A. A.; Liang Y.; Klare H. F. T.; Nesnas N.; Oestreich M.; Blackmond D. G.; Virgil S. C.; Banerjee S.; Zare R. N.; Grubbs R. H.; Houk K. N.; Stoltz B. M. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6867.
doi: 10.1021/jacs.6b13031 |
[36] |
Gu Y.-T.; Shen Y.-Y.; Zarate C.; Martin R. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 127.
doi: 10.1021/jacs.8b12063 |
[37] |
Toutov A. A.; Betz K. N.; Schuman D. P.; Liu W.-B.; Fedorov A.; Stoltz B. M.; Grubbs R. H. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 1668.
doi: 10.1021/jacs.6b12114 pmid: 28026952 |
[38] |
Nozawa-Kumada K.; Inagi M.; Kondo Y. Asian J. Org. Chem. 2017, 6, 63.
doi: 10.1002/ajoc.v6.1 |
[39] |
Neil B.; Lucien F.; Fensterbank L.; Chauvier C. ACS Catal. 2021, 11, 13085.
doi: 10.1021/acscatal.1c03824 |
[40] |
Wang L.; Zhang T.; Sun W.; He Z.-Y.; Xia C.-G.; Lan Y.; Liu C. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5257.
doi: 10.1021/jacs.7b02518 pmid: 28306251 |
[41] |
Qi W.-Y.; Zhen J.-S.; Xu X.-H.; Du X.; Li Y.-H.; Yuan H.; Guan Y.-S.; We X.; Wang Z.-Y.; Liang G.-H.; Luo Y. Org. Lett. 2021, 23, 5988.
doi: 10.1021/acs.orglett.1c02066 |
[42] |
Liu X.-W.; Zarate C.; Martin R. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 2064.
doi: 10.1002/anie.v58.7 |
[43] |
Mallick S.; Xu P.; Wgrthwein E.; Studer A. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 283.
doi: 10.1002/anie.v58.1 |
[44] |
Oestreich M.; Hartmann E.; Mewald M. Chem. Rev. 2013, 113, 402.
doi: 10.1021/cr3003517 pmid: 23163551 |
[45] |
Ito H.; Horit Y.; Yamamoto E. Chem. Commun. 2012, 48, 8006.
doi: 10.1039/c2cc32778c |
[46] |
Morimasa Y.; Kabasawa K.; Ohmura T.; Suginome M. Asian J. Org. Chem. 2019, 8, 1092.
doi: 10.1002/ajoc.201900176 |
[47] |
Nagao K.; Ohmiya H.; Sawamura M. Org. Lett. 2015, 17, 1304.
doi: 10.1021/acs.orglett.5b00305 |
[48] |
Gu Y.-T.; Duan Y.-Y.; Shen Y.-Y.; Martin R. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 2061.
doi: 10.1002/anie.v59.5 |
[49] |
Jeong E.; Heo J.; Jin S.; Kim D.; Chang S. ACS Catal. 2022, 12, 4898.
doi: 10.1021/acscatal.2c01126 |
[50] |
Huo Y.-W.; Shen P.-P.; Duan W.-Z.; Zhen C.; Song C.; Ma Y.-D. Chin. Chem. Lett. 2018, 29, 1359.
doi: 10.1016/j.cclet.2017.12.005 |
[51] |
Li T.-T.; Wu Y.-Z.; Duan W.-Z.; Ma Y.-D. RSC Adv. 2021, 11, 17860.
doi: 10.1039/D1RA03193G |
[52] |
Xu P.; Würthwein E.; Daniliuc C.; Studer A. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 13872.
doi: 10.1002/anie.v56.44 |
[53] |
Wang X.; Yu Z.-X.; Liu W.-B. Org. Lett. 2022, 24, 8735.
doi: 10.1021/acs.orglett.2c03170 |
[54] |
Shang X.-J.; Liu Z.-Q. Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 7829.
doi: 10.1039/C6OB00797J |
[55] |
Chatgilialoglu C.; Ferreri C.; Landais Y.; Timokhin V. I. Chem. Rev. 2018, 118, 6516.
doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00109 pmid: 29938502 |
[56] |
Zhang X.-P.; Fang J.-K.; Cai C.; Lu G.-P. Chin. Chem. Lett. 2021, 32, 1280.
doi: 10.1016/j.cclet.2020.09.058 |
[57] |
Li J.-S.; Wu J. ChemPhotoChem 2018, 2, 839.
doi: 10.1002/cptc.v2.10 |
[58] |
Ren L.-Q.; Li N.; Ke J.; He C. Org. Chem. Front. 2022, 9, 6400.
doi: 10.1039/D2QO01387H |
[59] |
Sakamoto R.; Nguyen B.; Maruoka K. Asian J. Org. Chem. 2018, 7, 1085.
doi: 10.1002/ajoc.v7.6 |
[60] |
Chang X.-H.; Wang Z.-L.; Zhao M.; Yang C.; Li J.-J.; Ma W.-W.; Xu Y.-H. Org. Lett. 2020, 22, 1326.
doi: 10.1021/acs.orglett.9b04645 |
[61] |
Leifert D.; Studer A. Org. Lett. 2015, 17, 386.
doi: 10.1021/ol503574k pmid: 25536028 |
[62] |
Studer A.; Curran D. P. Nat. Chem. 2014, 6, 765.
doi: 10.1038/nchem.2031 |
[63] |
Lin Y.-M.; Lu G.-P.; Wang R.-K.; Yi W.-B. Org. Lett. 2017, 19, 1100.
doi: 10.1021/acs.orglett.7b00126 |
[64] |
Yang Y.; Song R.-J.; Li Y.; Ouyang X.-H.; Li J.-H.; He D.-L. Chem. Commun. 2018, 54, 1441.
doi: 10.1039/C7CC08964C |
[65] |
Zhang C.; Pi J.-X.; Wang L.; Liu P.; Sun P.-P. Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 9223.
doi: 10.1039/c8ob02670j pmid: 30475364 |
[66] |
Zhang T.-Y.; Zheng S.-H.; Kobayashi T.; Maekawa H. Org. Lett. 2021, 23, 7129.
doi: 10.1021/acs.orglett.1c02532 |
[67] |
Asgari P.; Hua Y.-D.; Bokka A.; Thiamsiri C.; Prasitwatcharakorn W.; Karedath A.; Chen X.; Sardar S.; Yum K.; Leem G.; Pierce B. S.; Nam K.; Gao J.-L.; Jeon J. Nat. Catal. 2019, 2, 164.
doi: 10.1038/s41929-018-0217-z |
[68] |
Buch F.; Brettar J.; Harder S. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2741.
doi: 10.1002/anie.v45:17 |
[69] |
Leich V.; Spaniol T.; Maron L.; Okuda J. Chem. Commun. 2014, 50, 2311
doi: 10.1039/c3cc49308c |
[70] |
Schuhknecht D.; Spaniol T.; Maron L.; Okuda J. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 310.
doi: 10.1002/anie.v59.1 |
[71] |
Liu Z.-Z.; Shi X.-H.; Cheng J.-H. Dalton Trans. 2020, 49, 8340.
doi: 10.1039/D0DT01158D |
[72] |
Zhao L.-X.; Shi X.-H.; Cheng J.-H. ACS Catal. 2021, 11, 2041.
doi: 10.1021/acscatal.0c05440 |
[73] |
Gong X.; Deng P.; Cheng J.-H. ChemCatChem 2022, 14, e202200060.
|
[74] |
Li T.; McCabe K. N.; Maron L.; Leng X.-B.; Chen Y.-F. ACS Catal. 2021, 11, 6348.
doi: 10.1021/acscatal.1c00463 |
[75] |
Liu R.-X.; Liu X.-J.; Cheng T.-Y.; Chen Y.-F. Eur. J. Org. Chem. 2022, 1, e202101218.
|
[76] |
Li T.; Liu R.-X.; Liu X.-J.; Chen Y.-F. Org. Lett. 2023, 25, 761
doi: 10.1021/acs.orglett.2c04230 |
[77] |
Wang L.-L.; Li Y.-H.; Li Z.-F.; Kira M. Coord. Chem. Rev. 2022, 457, 214413.
doi: 10.1016/j.ccr.2022.214413 |
[1] | 黄净, 杨毅华, 张占辉, 刘守信. 酰胺键的绿色高效构建方法与技术进展[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 409-420. |
[2] | 刘杰, 韩峰, 李双艳, 陈天煜, 陈建辉, 徐清. 无过渡金属参与甲基杂环化合物与醇的选择性有氧烯基化反应[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 573-583. |
[3] | 董江湖, 宣良明, 王池, 赵晨熙, 王海峰, 严琼姣, 汪伟, 陈芬儿. 无过渡金属或无光催化剂条件下可见光促进喹喔啉酮C(3)—H官能团化研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 111-136. |
[4] | 蒋宜欣, 唐伯孝, 毛海波, 陈雪霞, 俞洋杰, 全翠英, 徐昭阳, 石金慧, 刘益林. 水-聚乙二醇(PEG-200)中烯烃与碘代芳烃绿色可循环无负载偶联反应的研究[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3210-3215. |
[5] | 岁丹丹, 岑南楠, 龚若蕖, 陈阳, 陈文博. 无支持电解质条件下连续流电化学合成三氟甲基化氧化吲哚[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3239-3245. |
[6] | 杨晓娜, 郭宏宇, 周荣. 可见光促进有机硅化合物参与的化学转化[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2720-2742. |
[7] | 赵瑜, 张凯, 白育斌, 张琰图, 史时辉. 无金属条件下可见光催化与溴盐协同促进烯烃的氢硅化反应研究[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2837-2847. |
[8] | 徐忠荣, 万结平, 刘云云. 基于热、光以及电化学过程的无过渡金属碳-氢键硫氰化和硒氰化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(7): 2425-2446. |
[9] | 卢凯, 屈浩琦, 陈樨, 秋慧, 郑晶, 马猛涛. 无催化剂、无溶剂条件下炔烃和烯烃与儿茶酚硼烷的硼氢化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2197-2205. |
[10] | 秦娇, 陈杰, 苏艳. 无过渡金属催化的α-溴代茚酮自由基裂解反应合成(2-氰基苯基)乙酸-2,2,6,6-四甲基哌啶酯[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2171-2177. |
[11] | 窦谦, 汪太民, 房丽晶, 翟宏斌, 程斌. 光诱导铁催化在有机合成中的应用研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1386-1415. |
[12] | 莫百川, 陈春霞, 彭进松. 木质素及其衍生物负载金属催化剂在有机合成中的应用研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1215-1240. |
[13] | 王睿, 高朗, 周岑, 张霄. 苯基吩噻嗪多孔有机聚合物催化的非活化末端烯烃的卤代全氟烷基化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 1136-1145. |
[14] | 韩彪, 李维双, 陈舒晗, 张泽浪, 赵雪, 张瑶瑶, 朱磊. 铜催化不饱和化合物硅加成反应的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(2): 555-572. |
[15] | 孙婧, 张萌萌, 锅小龙, 王琪, 王陆瑶. 无过渡金属条件下二芳基硒化合物的合成[J]. 有机化学, 2023, 43(12): 4251-4260. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||