有机化学 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (12): 4257-4270.DOI: 10.6023/cjoc202504015 上一篇 下一篇
综述与进展
收稿日期:2025-04-13
修回日期:2025-05-26
发布日期:2025-06-06
通讯作者:
陈洁, 王斌
基金资助:
Xin Liu, Shixin Zheng, Huajie Zhao, Jie Chen*(
), Bin Wang*(
)
Received:2025-04-13
Revised:2025-05-26
Published:2025-06-06
Contact:
Jie Chen, Bin Wang
Supported by:文章分享
高效、高选择性、环境友好的烯烃顺式双羟化催化体系的开发一直是合成化学及催化化学领域的重要研究目标. 自然界中的非血红素铁依赖型Rieske双加氧酶为此提供了经典范例, 这类酶能够实现芳烃的有氧区域选择性和立体选择性顺式双羟化反应——这是芳香化合物降解过程中的关键步骤. 该酶能将O2分子的两个氧原子精准地引入产物, 生成顺式-1,2-二醇. 受Rieske双加氧酶的结构特征和反应机制的启发, 研究人员设计开发了非血红素铁和锰配合物作为其功能模拟物. 这些配合物能有效催化烯烃的不对称顺式双羟化反应, 选择性生成顺式-1,2-二醇. 本文重点介绍了近年来基于仿生策略的非血红素铁、锰配合物在不对称顺式双羟化反应中的研究进展, 并对相关反应机制进行了探讨.
刘欣, 郑世鑫, 赵华杰, 陈洁, 王斌. 仿生不对称催化烯烃双羟化反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(12): 4257-4270.
Xin Liu, Shixin Zheng, Huajie Zhao, Jie Chen, Bin Wang. Recent Advances in Biomimetic Asymmetric Catalysis for Olefin cis-Dihydroxylation[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(12): 4257-4270.
| Entry | Substrate | TONa | RCb/% | ||
|---|---|---|---|---|---|
| cis-Diol | Epoxide | cis-Diol/Epoxide | |||
| 1 | Styrene | 8.0 | 0.1 | 80 | — |
| 2 | 1-Octene | 7.6 | 0.1 | 76 | — |
| 3 | Cyclohexene | 6.2 | 0.7 | 9 | — |
| 4 | cis-2-Heptene | 4.9 | 0.7 | 7 | 99 |
| 5 | trans-2-Heptene | 4.9 | 0.5 | 10 | ˃ 99 |
| 6 | Ethyl trans-crotonate | 7.4 | — | ˃ 100 | — |
| 7 | tert-Butyl acrylate | 5.5 | — | ˃ 100 | — |
| 8 | Dimethyl fumarate | 5.3 | — | ˃ 100 | — |
| Entry | Substrate | TONa | RCb/% | ||
|---|---|---|---|---|---|
| cis-Diol | Epoxide | cis-Diol/Epoxide | |||
| 1 | Styrene | 8.0 | 0.1 | 80 | — |
| 2 | 1-Octene | 7.6 | 0.1 | 76 | — |
| 3 | Cyclohexene | 6.2 | 0.7 | 9 | — |
| 4 | cis-2-Heptene | 4.9 | 0.7 | 7 | 99 |
| 5 | trans-2-Heptene | 4.9 | 0.5 | 10 | ˃ 99 |
| 6 | Ethyl trans-crotonate | 7.4 | — | ˃ 100 | — |
| 7 | tert-Butyl acrylate | 5.5 | — | ˃ 100 | — |
| 8 | Dimethyl fumarate | 5.3 | — | ˃ 100 | — |
| Entry | Substrate | Yielda/% | RCb/% | ||
|---|---|---|---|---|---|
| cis-Diol | Epoxide | cis-Diol/Epoxide | |||
| 1 | 1-Octene | 67 | 20 | 3.4 | — |
| 2 | 1-Decene | 62 | 18 | 3.4 | — |
| 3 | Vinylcyclohexane | 57 | 16 | 3.6 | — |
| 4 | Cyclohexene | 45 | 30 | 1.5 | — |
| 5 | cis-2-Heptene | 60 | 20 | 3.0 | 97 |
| 6 | trans-2-Heptene | 61 | 14 | 4.4 | 99 |
| Entry | Substrate | Yielda/% | RCb/% | ||
|---|---|---|---|---|---|
| cis-Diol | Epoxide | cis-Diol/Epoxide | |||
| 1 | 1-Octene | 67 | 20 | 3.4 | — |
| 2 | 1-Decene | 62 | 18 | 3.4 | — |
| 3 | Vinylcyclohexane | 57 | 16 | 3.6 | — |
| 4 | Cyclohexene | 45 | 30 | 1.5 | — |
| 5 | cis-2-Heptene | 60 | 20 | 3.0 | 97 |
| 6 | trans-2-Heptene | 61 | 14 | 4.4 | 99 |
| Entry | Complex | Labile site | Substrate | TONa | ee/% | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| cis-Diol | Epoxide | cis-Diol/Epoxide | |||||
| 1 | 4b | Two cis-α | trans-2-Heptene | 0.3 | 5.4 | 0.055 | 29 |
| 2 | 5c | Two cis-β | trans-2-Heptene | 7.5 | 2.4 | 3.1 | 79 |
| 3 | cis-2-Heptene | 7.8 | 4.5 | 1.7 | 9 | ||
| 4 | 1-Octene | 8.1 | 1.3 | 6.2 | 60 | ||
| 5 | tert-Butyl acrylate | 10 | 0.5 | 20 | 23 | ||
| 6 | 6d | Two cis-α | trans-2-Heptene | 1.1 | 5.1 | 0.22 | 38 |
| 7 | 1-Octene | 1.7 | 2.6 | 0.67 | 11 | ||
| 8 | tert-Butyl acrylate | 0.1 | 3.0 | 0.033 | — | ||
| 9 | 7d | Two cis-α | trans-2-Heptene | 5.2 | 0.2 | 26 | 97 |
| 10 | cis-2-Heptene | 3.4 | 0.6 | 5.7 | 11 | ||
| 11 | 1-Octene | 6.4 | 0.1 | 64 | 76 | ||
| 12 | Styrene | 6.5 | <0.1 | >65 | 15 | ||
| 13 | tert-Butyl acrylate | 4.0 | <0.1 | >40 | 68 | ||
| 14 | Ethyl trans-crotonate | 7.5 | 0.1 | >75 | 78 | ||
| 15 | 8d | Two cis-α | trans-2-Heptene | 3.6 | 0.9 | 4 | 78 |
| 16 | 1-Octene | 4.6 | 0.5 | 9 | 29 | ||
| 17 | tert-Butyl acrylate | 2.7 | <0.1 | >27 | 23 | ||
| Entry | Complex | Labile site | Substrate | TONa | ee/% | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| cis-Diol | Epoxide | cis-Diol/Epoxide | |||||
| 1 | 4b | Two cis-α | trans-2-Heptene | 0.3 | 5.4 | 0.055 | 29 |
| 2 | 5c | Two cis-β | trans-2-Heptene | 7.5 | 2.4 | 3.1 | 79 |
| 3 | cis-2-Heptene | 7.8 | 4.5 | 1.7 | 9 | ||
| 4 | 1-Octene | 8.1 | 1.3 | 6.2 | 60 | ||
| 5 | tert-Butyl acrylate | 10 | 0.5 | 20 | 23 | ||
| 6 | 6d | Two cis-α | trans-2-Heptene | 1.1 | 5.1 | 0.22 | 38 |
| 7 | 1-Octene | 1.7 | 2.6 | 0.67 | 11 | ||
| 8 | tert-Butyl acrylate | 0.1 | 3.0 | 0.033 | — | ||
| 9 | 7d | Two cis-α | trans-2-Heptene | 5.2 | 0.2 | 26 | 97 |
| 10 | cis-2-Heptene | 3.4 | 0.6 | 5.7 | 11 | ||
| 11 | 1-Octene | 6.4 | 0.1 | 64 | 76 | ||
| 12 | Styrene | 6.5 | <0.1 | >65 | 15 | ||
| 13 | tert-Butyl acrylate | 4.0 | <0.1 | >40 | 68 | ||
| 14 | Ethyl trans-crotonate | 7.5 | 0.1 | >75 | 78 | ||
| 15 | 8d | Two cis-α | trans-2-Heptene | 3.6 | 0.9 | 4 | 78 |
| 16 | 1-Octene | 4.6 | 0.5 | 9 | 29 | ||
| 17 | tert-Butyl acrylate | 2.7 | <0.1 | >27 | 23 | ||
| [22] |
pmid: 11439071 |
| [23] |
doi: 10.1002/anie.200705061 pmid: 18236485 |
| [24] |
doi: 10.1002/anie.v55.35 |
| [25] |
doi: 10.1038/nature10535 |
| [26] |
doi: 10.1021/ja201873d pmid: 21553923 |
| [27] |
doi: 10.1002/anie.v59.38 |
| [28] |
doi: 10.31635/ccschem.022.202201780 |
| [29] |
|
| [30] |
doi: 10.1039/c1cc11999k |
| [31] |
doi: 10.1021/ic7003613 |
| [32] |
doi: 10.1021/jacs.3c09508 pmid: 38064642 |
| [33] |
(a)
pmid: 19229926 |
|
(b)
doi: 10.1021/cs200292h pmid: 19229926 |
|
| [1] |
doi: 10.1021/cr00032a009 |
| [2] |
doi: 10.1016/0040-4020(72)80158-3 |
| [3] |
(a)
doi: 10.1021/ja00230a045 |
|
(b)
doi: 10.1016/S0040-4039(01)80274-4 |
|
|
(c)
doi: 10.1021/jo00008a051 |
|
|
(d)
doi: 10.1021/jo00125a003 |
|
|
(e)
doi: 10.1021/jo015967f |
|
| [4] |
(a)
|
|
(b)
|
|
|
(c)
|
|
| [5] |
(a)
pmid: 21049111 |
|
(b)
doi: 10.1039/b923880h pmid: 21049111 |
|
|
(c)
doi: 10.1070/RCR4904 pmid: 21049111 |
|
|
(d)
doi: 10.1002/ejoc.v2021.6 pmid: 21049111 |
|
|
(e)
doi: 10.1055/a-1325-4092 pmid: 21049111 |
|
| [6] |
doi: 10.1021/jo800145x |
| [7] |
doi: 10.1021/jacs.6b12113 pmid: 27976875 |
| [8] |
doi: 10.1038/s41929-021-00574-5 |
| [9] |
doi: 10.1002/1521-3773(20020916)41:18<3479::AID-ANIE3479>3.0.CO;2-O |
| [10] |
doi: 10.1021/jacs.5b05792 |
| [11] |
pmid: 12586937 |
| [12] |
(a)
|
|
(b)
|
|
| [13] |
(a)
doi: 10.1021/cs400087p pmid: 18277980 |
|
(b)
doi: 10.1038/nchembio.71 pmid: 18277980 |
|
|
(c)
doi: 10.1016/j.cbpa.2007.12.007 pmid: 18277980 |
|
| [14] |
(a)
doi: 10.1021/jacs.8b01822 pmid: 26154836 |
|
(b)
doi: 10.1021/acs.biochem.5b00573 pmid: 26154836 |
|
| [15] |
(a)
pmid: 12403773 |
|
(b)
doi: 10.1074/jbc.M209604200 pmid: 12403773 |
|
| [16] |
(a)
doi: 10.1021/jacs.2c13551 |
|
(b)
doi: 10.1021/jacs.3c08559 |
|
|
(c)
doi: 10.1021/jacs.4c09354 |
|
| [17] |
(a)
doi: 10.1021/ja1021014 pmid: 21105649 |
|
(b)
doi: 10.1002/anie.v46:42 pmid: 21105649 |
|
|
(c)
doi: 10.1021/ic061129y pmid: 21105649 |
|
| [18] |
(a)
doi: 10.1038/nature07371 |
|
(b)
|
|
|
(c)
|
|
|
(d)
doi: 10.1016/j.ccr.2012.04.005 |
|
|
(e)
doi: 10.1021/acs.accounts.9b00285 |
|
|
(f)
doi: 10.1021/acscatal.0c02073 |
|
|
(g)
doi: 10.1007/s11426-023-1578-y |
|
|
(h)
doi: 10.1016/j.ccr.2022.214945 |
|
| [19] |
pmid: 10425491 |
| [20] |
pmid: 16277487 |
| [33] |
(c)
doi: 10.1002/chem.200802597 pmid: 19229926 |
| [34] |
(a)
doi: 10.1021/ar990028j |
|
(b)
doi: 10.1002/ijch.v60.10-11 |
|
| [35] |
(a)
doi: 10.1002/chem.201905119 pmid: 31804749 |
|
(b)
doi: 10.1021/acscatal.1c01993 pmid: 31804749 |
|
| [36] |
(a)
pmid: 38123164 |
|
(b)
doi: 10.1021/jacs.3c08565 pmid: 38123164 |
|
| [21] |
|
| [1] | 武烨, 陈春霞, 彭进松. C—H键不对称羟基化反应的研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(8): 2726-2745. |
| [2] | 陈亚诞, 黄嵩港, 陈洁, 王斌. 非血红素三价铁-单酰胺配合物催化简单烷烃亚甲基选择氧化[J]. 有机化学, 2025, 45(12): 4453-4462. |
| [3] | 曹博, 温翔, 陈洁, 王斌. 四齿氮配体的点击合成及其在非血红素铁催化不对称环氧化反应中的应用[J]. 有机化学, 2025, 45(12): 4490-4496. |
| [4] | 左鸿华, 钟芳锐. 亚稳醌类分子的活性调控与仿生催化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(3): 665-678. |
| [5] | 刘迪, 张成慧, 韩楠, 杜萌萌, 张效露, 赵朋杉, 杨萍. 胺-胺氧化偶联合成亚胺的研究进展[J]. 有机化学, 2018, 38(6): 1350-1363. |
| [6] | 任清刚, 周贤太, 纪红兵. 水溶性金属卟啉应用于催化反应的研究进展[J]. 有机化学, 2010, 30(11): 1605-1614. |
| [7] | 冯连顺; 佘远斌* ; 李修艳 ; 于艳敏; 王爱欣. μ-氧代四苯基双核金属卟啉仿生催化剂的研究进展[J]. 有机化学, 2008, 28(10): 1685-1696. |
| [8] | 周贤太,纪红兵,裴丽霞,佘远斌,徐建昌,王乐夫. 金属卟啉催化剂应用于均相氧化反应的研究进展[J]. 有机化学, 2007, 27(9): 1039-1059. |
| [9] | 户安军,吕春绪,李斌栋,霍婷. 对氯甲苯选择性氧化新催化体系研究[J]. 有机化学, 2006, 26(08): 1083-1086. |
| [10] | 柳文敏,刘雪英,宋瑞娟,张生勇. 用Sharpless不对称双羟化反应合成手性β-氨基醇[J]. 有机化学, 2006, 26(03): 341-345. |
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