自由基介导的1,n-氮迁移反应研究进展

doi:10.6023/cjoc202512013

摘要/Abstract

自由基介导的1,n-氮迁移反应是一种新型的分子骨架修饰策略,能够高效地实现含氮官能团在分子内的迁移,因而在精准构建高价值含氮化合物的研究中受到广泛关注. 本文综述了基于迁移位点差异的三类氮迁移反应,包括1,2-氮迁移、1,3-氮迁移以及远程氮迁移,并分别探讨了它们在有机合成中的应用. 最后,对该领域未来可能的发展方向进行了展望.

关键词: 自由基, 氮迁移, 重排, 不对称迁移

The radical-mediated 1,n-nitrogen migration reaction represents a novel strategy for skeleton rearrangement that enables the efficient intramolecular relocation of nitrogen-containing functional groups. As such, it has garnered significant attention for the precise synthesis of high-value nitrogen-containing compounds. This review summarizes three types of nitrogen migration reactions classified by the migration site, including 1,2-nitrogen migration, 1,3-nitrogen migration, and remote nitrogen migration, along with their applications in organic synthesis. Furthermore, prospects for future development in this field are discussed.

Key words: radical, nitrogen migration, rearrangement, asymmetric migration

引用此文

陈嘉豪, 占贝贝, 张夏衡. 自由基介导的1,n-氮迁移反应研究进展[J]. 有机化学, doi: 10.6023/cjoc202512013.

Chen Jiahao, Zhan Beibei, Zhang Xiaheng. Research Progress in Radical-Mediated 1,n-Nitrogen Migration Reactions[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, doi: 10.6023/cjoc202512013.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

参考文献

[1] Moyano A.; El-Hamdouni N.; Atlamsani, A. Chem. Eur. J.2010, 16, 5260.
[2] Song Z.-L.; Fan C.-A.; Tu Y.-Q. Chem. Rev.2011, 111, 7523.
[3] Zhang X.-M.; Tu Y.-Q.; Zhang F.-M.; Chen Z.-H.; Wang, S.-H. Chem. Soc. Rev.2017, 46, 2272.
[4] Wu H.; Wang Q.; Zhu J.Eur. J. Org. Chem. 2019, 2019, 1964.
[5] Du Y.; Li S.; Cheng S.; Jia H.; Wang Z.; Han L.; Zhu Ning.Acta Chim. Sinica 2025, doi:10.6023/A25060234 (in Chinese).
(李曙懿, 程思柳, 贾慧劼, 王政, 韩利民, 竺宁, 化学学报, 2025, doi:10.6023/A25060234.)
[6] Studer A.; Bossart M. Tetrahedron2001, 57, 9649.
[7] Chen Z.-M.; Zhang X.-M.; Tu, Y.-Q. Chem. Soc. Rev.2015, 44, 5220.
[8] Wu X.; Zhu, C. Acc. Chem. Res.2020, 53, 1620.
[9] Wu X.; Ma Z.; Feng T.; Zhu, C. Chem. Soc. Rev.2021, 50, 11577.
[10] Allen A. R.; Noten E. A.; Stephenson, C. R. J. Chem. Rev.2022, 122, 2695.
[11] Chen Y.-S.; Cao Z.; Wu X.-X.; Zhu, C. Sci. Sin. Chim.2023, 53, 289 (in Chinese).
(陈亚苏, 曹柱, 吴新鑫, 朱晨, 中国科学:化学, 2023, 53, 289.)
[12] He C.; Zhou Y.; Duan X.; Liu, L. Chin. J. Org. Chem.2025, 45, 1478.
[13] Chen F.; Cao Z.; Zhu C. Chem. Commun.2024, 60, 14912.
[14] Matsuo B.; Granados A.; Majhi J.; Sharique M.; Levitre G.; Molander, G. A. ACS Org. Inorg. Au2022, 2, 435.
[15] Jiang X.-M.; Liu X.-R.; Chen A.; Zou X.-Z.; Ge J.-F.; Gao D.-W.Eur. J. Org. Chem. 2022, e202101463.
[16] Zhang Y.; Zhou G.; Liu S.; Shen, X. Chem. Soc. Rev.2025, 54, 1870.
[17] Chen F.; Cao Z.; Zhu, C. Angew. Chem. Int. Ed.2025, 64, e202424667.
[18] Zhao G.; Mukherjee U.; Yao W.; Ngai, M.-Y. Acc. Chem. Res.2025, 58, 1815.
[19] Chirpich T. P.; Zappia V.; Costilow R. N.; Barker, H. A. J. Biol. Chem.1970, 245, 1778.
[20] Ding L.; Fan Y.; Lu, H. Chem. Soc. Rev.2025, 54, 8145.
[21] Han O.; Frey, P. A. J. Am. Chem. Soc.1990, 112, 8982.
[22] Ballinger M. D.; Reed G. H.; Frey P. A. Biochemistry1992, 31, 949.
[23] Ballinger M. D.; Frey P. A.; Reed G. H. Biochemistry1992, 31, 10782.
[24] Wetmore S. D.; Smith D. M.; Radom, L. J. Am. Chem. Soc.2001, 123, 8678.
[25] Frey, P. A. Annu. Rev. Biochem.2001, 70, 121.
[26] Handa S.; Rose, C. J. Tetrahedron Lett.2004, 45, 8643.
[27] Tian J.-S.; Loh, T.-P. Angew. Chem. Int. Ed.2010, 49, 8417.
[28] Egami H.; Kawamura S.; Miyazaki A.; Sodeoka, M. Angew. Chem. Int. Ed.2013, 52, 7841.
[29] Zhao M.-N.; Zhang Z.-J.; Ren Z.-H.; Yang D.-S.; Guan Z.-H. Org. Lett.2018, 20, 3088.
[30] Hong Y.; Liao Z.-C.; Chen J.-J.; Liu J.; Liu Y.-L.; Li J.-H.; Sun Q.; Chen S.-L.; Wang S.-W.; Tang S. ACS Catal.2024, 14, 5491.
[31] Singha T.; Bapat N. A.; Mishra S. K.; Hari, D. P. Org. Lett.2024, 26, 6396.
[32] Xia P.-F.; Zhou J.; Yuan J.; Zeng R.; Liu Y.; Tang K.-W.; Fan J.-H. Org. Lett.2024, 26, 6486.
[33] Li X.-Y.; Xiao M.-Q.; Zhou L.-J.; Zhang J.-Q.; Zhao M.-Y.; Wang S.-W.; Tang S. Chem. Commun.2025, 61, 13473.
[34] Fan W.; Cui Y.; Zhan B.; Chen Y.; Bao L.; Liang Y.; Zhang X. Nat. Chem.2025, 17, 941.
[35] Ren X.; Qiao Y.; Zhou B.; Liu S.; Huang Y. Nat. Synth.2025, 4, 1232.
[36] Liao Z.; Li Z.; Xiao M.; Deng Y.; Ma Z.; Zhou L.; Dai G.; Li X.; Wang S.; Chen S.; Li J.; Tang S. Nat. Commun.2025, 16, 7218.
[37] Wu Z.; Ren R.; Zhu, C. Angew. Chem., Int. Ed.2016, 55, 10821.
[38] Wu Z.; Wang D.; Liu Y.; Huan L.; Zhu, C. J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 1388.
[39] Li Y.; Wang R.; Wang T.; Cheng X.-F.; Zhou X.; Fei F.; Wang. X.-S. Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 15436.
[40] Blaskovich, M. A. T. J. Med. Chem.2016, 59, 10807.
[41] Mei H.; Han J.; White S.; Graham D. J.; Izawa K.; Sato T.; Fustero S.; Meanwell N. A.; Soloshonok, V. A. Chem. Eur. J.2020, 26, 11349.
[42] Cheng Z.; Kuru E.; Sachdeva A.; Vendrell, M. Nat. Rev. Chem.2020, 4, 275.
[43] Ye C.-X.; Shen X.; Chen S.; Meggers E. Nat. Chem.2022, 14, 566.
[44] Zhou B.; Ye C.-X.; Meggers, E. Eur. J. Org. Chem.2023, 26, e202300296.
[45] Yin K.; Meggers E. Synthesis2024, 56, 2670.
[46] Zhao L.-P.; Liu H.; Mai B. K.; Zhang Y.; Cheng L.; Liu P.; Yang, Y. Nat. Chem. Biol.2025, 21, 1773.
[47] Yang Y.; Shi S.-L.; Niu D.; Liu P.; Buchwald S. L. Science2015, 349, 62.
[48] Lin K.; Zhao L.-P.; Wang S.; Liu H.; Zhang Y.; Mai B. K.; Liu P.; Yang Y.ChemRxiv 2025, doi:10.26434/chemrxiv-2025-bvbtn.
[49] Lin K.; Zhao L.-P.; Wang S.; Liu H.; Zhang Y.; Mai B. K.; Liu P.; Yang Y.Angew. Chem. Int. Ed. 2025, doi:10.1002/anie.202524718.
[50] Cheng M.; Li T.; Gan Y.; Zhang W.; Chen X.; Zhao Q.Angew. Chem. Int. Ed. 2025, doi:10.1002/anie.202515741.
[51] Yuan T.; Zhang M.; Cheng L.; Zheng X.; Jiang S.; Huang X.; Xiao, H. J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 44041.
[52] Chen Q.; Yu J.; Li S.; Wang C.; Zheng P.; Pan H.-J. ChemCatChem2025, 17, e00901.
[53] Viswanathan R.; Mutnick D.; Johnston, J. N. J. Am. Chem. Soc.2003, 125, 7266.
[54] Wei D.; Liu T.; He Y.; Wei B.; Pan J.; Zhang J.; Jiao N.; Han, B. Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 26308.
[55] Lima C. G. S.; Lima T. de M.; Duarte M.; Jurberg I. D.; Paixăo, M. W. ACS Catal.2016, 6, 1389.
[56] Postigo A.Eur. J. Org. Chem. 2018, 6391.
[57] Crisenza G. E. M.; Mazzarella D.; Melchiorre, P. J. Am. Chem. Soc.2020, 142, 5461.
[58] Liu T.-M.; Xu C.-Y.; Wang Z.-S.; Gao C.-H.; Li Z.-H.; Han B.ChemRxiv 2022, doi:10.26434/chemrxiv-2022-vz567.
[59] Zhang Z.; Wang J.; Yu M.; Ye S.; Wu J. Org. Lett.2023, 25, 304.
[60] Li L.-H.; Gu X.-T.; Shi M.; Wei Y. Chem. Sci.2022, 13, 12851.
[61] Nie X.; Ritter C. W.; Hemming M.; Ivlev S. I.; Xie X.; Chen S.; Meggers, E. Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202314398.
[62] Li J.; Zhong S.; Zhou P.; Li X.; Xie D.; Cai Y.; Xia Y. Org. Lett.2024, 26, 3519.
[63] Hu S.-P.; Gao C.-H.; Liu T.-M.; Miao B.-Y.; Wang H.-C.; Yu W.; Han, B. Angew. Chem. Int. Ed.2024, 63, e202400168.
[64] Teng X.; Yu T.; Shi J.; Huang H.; Wang R.; Peng W.; Sun K.; Yang S.; Wang, X. Adv. Synth. Catal.2023, 365, 3211.
[65] Wolff, M. E. Chem. Rev. 1963, 63, 55.
[66] Liu X.; Wang L.; Zhang M.; Tian S.-K. Org. Lett.2025, 27, 6743.
[67] Wang Q.-Z.; Zheng Y.; Wu W.-T.; Huang, H.-M. J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 16248.
[68] Strieth-Kalthoff F.; James M. J.; Teders M.; Pitzer L.; Glorius, F. Chem. Soc. Rev.2018, 47, 7190.
[69] Zhou Q.-Q.; Zou Y.-Q.; Lu L.-Q.; Xiao, W.-J. Angew. Chem. Int. Ed.2019, 58, 1586.
[70] Großkopf J.; Kratz T.; Rigotti T.; Bach T. Chem. Rev.2022, 122, 1626.
[71] Dutta S.; Erchinger J. E.; Strieth-Kalthoff F.; Kleinmans R.; Glorius, F. Chem. Soc. Rev.2024, 53, 1068.
[72] Liu T.-M.; Zhu L.-Y.; Qi M.-H.; Li S.-J.; Wang X.-J.; Xu J.-R.; Han B. Chem. Sci.2025, 16, 14811.
[73] Chen D.-N.; Qin L.-L.; Luo D.-J.; Lv Y.; Yang H.-Y.; Ye D.-D.; Xia P.-J. Org. Lett.2025, 27, 5744.
[74] Zhang K.; Wang M.; Jiang Q.; Dong B.; Duan X.-H.; Liu L.Sci. China Chem. 2025, doi:10.1007/s11426-025-2806-5.
[75] Strieth-Kalthoff F.; Glorius F. Chem2020, 6, 1888.
[76] Neveselý T.; Wienhold M.; Molloy J. J.; Gilmour R. Chem. Rev.2022, 122, 2650.
[77] Corpas J.; Mauleón P.; Arrayás R. G.; Carretero, J. C. Adv. Synth. Catal.2022, 364, 1348.