服务粉丝

我们一直在努力
当前位置:首页 > 财经 >

重庆大学李葆生团队综述: 8π 电环化反应近 20 年研究进展

日期: 来源:RSC英国皇家化学会收集编辑:李葆生教授团队


背景简介

中环结构广泛存在于天然产物和药物分子中,组成了一类合成和生物学上重要的分子,倍受合成化学家们的青睐。然而,由于不利的熵效应和环张力相互作用,致使该类结构的构建具有较大的挑战性。鉴于此,基于中环骨架发展一类通用、高效的合成方法具有重要应用价值和学术意义。

其中,8π 电环化反应作为一种原子经济的合成策略,具有反应条件温和、立体选择性高、可以预测产物的相对构型等优点,已在中环骨架的构建中显示出巨大的潜力。







结合课题组在 8π 电环化反应的研究,重庆大学李葆生教授团队综述了 8π 电环化反应在 2000 年到 2022 年的研究进展,期望为中环骨架的构建提供有益的信息。

该综述重点介绍了具有 8 个共轭 π 电子(p–π 和 π–π 共轭)的 8π 和串联 8π/6π 电环化反应。按照目标环系统的大小和组成,讨论了电环化反应对于各种不同的中环骨架的合成方法,其中包括氮杂七元环、全碳七元环、全碳八元环和双环 [4,2,0] 辛烷的合成,并对相关的反应机理进行了深入的讨论,旨在为中环骨架的高效合成提供一种有价值的通用方法。

该成果以“Recent advances in 8π electrocyclization reactions”(《8π 电环化反应最近的研究进展》)为题,发表于Chemical Communications。该论文以重庆大学刘磊和杜銮为共同第一作者,重庆大学李葆生教授为通讯作者。

论文导读

综述主要包含三部分内容。

一、 电环化反应的基本情况介绍

对电环化反应的定义、8π 电环化反应在化学合成领域的潜在应用价值和意义、串联 8π/6π 电环化在天然产物仿生合成中的应用实例等进行了简要的介绍;阐述了热或光诱导的 8π 和串联 8π/6π 电环化反应的基本原理(如图 1),旨在加深对电环化反应的认识和了解。

图 1.  经典的 8π 和串联 8π/6π 电环化反应机理

二、近二十年电环化反应的研究进展

(1) 氮杂七元环的合成

含氮原子的电环化反应在合成上是较为重要的一类反应,氮原子参与共轭的两性离子通常能参与电环化反应。该综述介绍了近年来各种基于两性离子的 8π 电环化反应,根据参与电环化反应的中间体的类型,可分为偶氮甲基叶立德、硝酮、腈叶立德和重氮化合物;阐述了相关的反应机理,为 8π 电环化反应在氮杂七元环及其相关化合物的合成提供了较为全面的文献信息。

(2) 全碳七元环的合成

与氮杂七元环相比,合成化学家们对共轭庚三烯负离子引发的 8π 电环化反应的关注相对较弱。可能是因为该类反应通常需要苛刻的反应条件(强碱、高温等),容易产生区域异构混合产物。该论文综述了近年来发展的例子,相关文章利用离去基团的引入、串联环化反应等策略来实现全碳七元环的区域选择性合成,其方法为相关骨架的合成应用提供较为全面的实践经验。

(3) 全碳八元环的合成

由于 1E,3Z,5Z,7E-共轭四烯具有较低的能垒,通常在室温或室温以下就可以发生 8π 电环化反应。然而,该反应将产生共轭的环三烯结构,在热力学条件下容易进一步引发 6π 电环化,导致双环 [4,2,0] 辛烷的形成。因此,想要通过 8π 电环化反应直接合成八元碳环具有一定的挑战。该综述阐述了一系列涉及过渡金属(钯、锰、钴和钌等)参与的串联电环化反应,实现了全碳八元环的高效合成。总体上,精心的底物设计使相关反应在过渡金属的催化下以串联的方式通过 8π 电环化反应实现碳环的高效构建,体现出由简“制”繁,展示了 8π 电环化反应在合成转化中的重要价值。

(4) 双环[4,2,0]辛烷的合成

介绍了 1E,3Z,5Z,7E-共轭四烯中间体的 8π/6π 串联反应直接合成双环[4,2,0]骨架的实例,这一策略已经被合成化学家广泛应用于天然产物的仿生全合成。

三、总结展望

近年来,关于 8π 电环化反应的研究较少,主要集中在小分子的合成方面。毋庸置疑,该反应对于设计和创造一些具有复杂中环骨架的化合物具有重要意义。然而,目前的报道仍然存在诸多问题,如不对称8π电环化反应版本尚未被报道、通过催化剂实现串联 8π/6π 电环化非对映选择性的控制仍然没有解决等重要的科学问题。总之,希望该综述能加深化学家们对 8π 电环化的认识,这或将促进其在重要的中环结构合成中的发展和应用。


论文信息

Recent advances in 8π electrocyclization reactions
Lei Liu, Luan Du and Baosheng Li (李葆生,重庆大学)
Chem. Commun., 2023, 59, 670-687 
https://doi.org/10.1039/D2CC04805A

作者简介

刘磊 硕士

重庆大学化学化工学院

刘磊,本文共同第一作者,1998 年出生于中国四川省,2020 年获得重庆科技学院学士学位,目前正在重庆大学攻读硕士学位,师从李葆生教授。





杜銮 硕士

重庆大学化学化工学院

杜銮,本文共同第一作者,出生于中国重庆市,2019 年获苏州大学学士学位,硕士就读于重庆大学,于 2022 年在李葆生教授的指导下获得硕士学位。






李葆生 教授

重庆大学

李葆生,本文通讯作者,男,1985 年出生,2016 年 9 月加入重庆大学化学化工学院。2013年博士毕业于兰州大学(导师:曹小平 教授;涂永强 教授),2012 年至 2013 年在香港中文大学做研究助理(导师:Hak-Fun Chow 教授),2013 年至 2016 年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究(导师:Robin Chi 教授),2017 年入选“青年人才托举工程”人才计划。目前主持国家自然科学基金面上项目、重庆市自然科学基金面上项目、重庆市留创“重点”项目、重庆大学科研启动基金等。迄今在 Nature Commun.、JACS、Chem. Sci. 等杂志上发表论文 40 余篇。主要从事活性化合物的合成,有机合成方法学的发展,化学生物学等方面的研究。

相关期刊

Urgent communications of outstanding significance from across the chemical sciences

rsc.li/chemcomm

Chem. Commun.

2-年影响因子*6.065
5-年影响因子*5.976
最高 JCR 分区*Q2 化学-综合
CiteScore 分10.2
中位一审周期23 天


ChemComm (Chemical Communications) 报道来自世界各地的化学研究新进展,涵盖化学中的各个领域,包括但不限于分析化学、生物材料化学、生物有机/药物化学、催化、化学生物学、配位化学、晶体工程、能源、可持续化学、绿色化学、无机化学、无机材料、主族化学、纳米科学、有机化学、有机材料、金属有机、物理化学、超分子化学、合成方法学、理论和计算化学等。作为英国皇家化学会论文总被引次数最高的老牌期刊,ChemComm 拥有悠久的历史,对论文质量、期刊口碑以及审稿的公平性有着长期的坚持。作为一本发表通讯为主的期刊,ChemComm 从投稿到发表的速度一直是业内领先。

Editor-in-Chief

  • Douglas Stephan

相关阅读

  • JACS:设计配体助力Pd催化机械化学交叉偶联

  • 通过过渡金属催化进行机械合成具有多种显著优点,包括不产生溶剂废物、快速的时间合成、避免原料的低溶解度问题。虽然机械合成反应与均相溶液催化、过渡金属催化显著区别,而且
  • 人名反应--Corey-Kim氧化!

  • 点击关注,化学科讯!Corey-Kim氧化反应系指N-氯代丁二酰亚胺/二甲硫醚(NCS/DMS)生成的锍鎓离子与醇作用后,再经碱处理可氧化得到醛或酮。该反应有显著的溶剂效应,一般是在甲苯中进
  • 化学影院|放屁虫的疯狂武器

  • 每天给大家分享一个化学小视频,趣味学化学!化学加农炮-放屁虫的疯狂武器来源腾讯视频想要下载视频的朋友们可以在腾讯视频搜索视频名字即可下载哦~好文精选1.人生如化学——学

热门文章

  • “复活”半年后 京东拍拍二手杀入公益事业

  • 京东拍拍二手“复活”半年后,杀入公益事业,试图让企业捐的赠品、家庭闲置品变成实实在在的“爱心”。 把“闲置品”变爱心 6月12日,“益心一益·守护梦想每一步”2018年四

最新文章

  • 速递 | 学生宿舍无线控制器版本升级断网的通知

  • 学生宿舍无线控制器版本升级断网的通知校园网用户:信息中心计划于3月14日凌晨2:00-5:00对学生宿舍无线控制器版本进行升级,届时部分区域校园无线网将中断,由此带来的不便敬请谅