東北師范大學(xué)畢錫和課題組開發(fā)了易分解的鄰三氟甲基苯磺酰腙,將其命名為“Triftosylhydrazone”,解決了傳統(tǒng)對甲基苯磺酰腙分解溫度高、難以應(yīng)用于低溫反應(yīng)的問題,實現(xiàn)了多種有效的卡賓轉(zhuǎn)移反應(yīng),推動了磺酰腙卡賓化學(xué)的發(fā)展(Acc. Chem. Res. 2022, 55, 1763; Chin. J. Chem. 2024, 42, 2071)。2018年,畢錫和課題組實現(xiàn)了首例金屬卡賓對鏈狀1,3-二羰基化合物的“一碳”插入反應(yīng)。最近三年,該課題組以鄰三氟甲基苯磺酰腙原位生成金屬卡賓為工具,在單原子骨架編輯領(lǐng)域取得了一系列進(jìn)展。鑒于此,加州大學(xué)伯克利分校Richmond Sarpong 教授,芝加哥大學(xué)Mark Levin教授和麻省理工的Alison Wendlandt教授作為《Accounts of Chemical Research》客座編輯,邀請畢錫和教授在“Skeletal and Stereochemical Editing”??献珜懥祟}為“Triftosylhydrazone in Single-Atom Skeletal Editing” 的專題綜述文章。
該綜述闡述了基于卡賓策略的單原子骨架編輯反應(yīng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀,并根據(jù)反應(yīng)關(guān)鍵中間體,從以下三個方面總結(jié)了課題組以鄰三氟甲基苯磺酰腙為卡賓前體,在單原子骨架編輯方面取得的最新進(jìn)展:
1)經(jīng)歷環(huán)丙烷中間體的吲哚、吡咯骨架“一碳”插入反應(yīng);
2)經(jīng)歷氮葉立德的吡唑、吲唑、異噻唑、異惡唑、氮丙啶骨架的“一碳”插入反應(yīng);
3)經(jīng)歷氧葉立德的環(huán)氧丙烷“氧到碳”的單原子交換反應(yīng),
4)吲哚、吡咯的不對稱碳原子插入反應(yīng)。
總結(jié)與展望
盡管卡賓參與的分子骨架編輯取得了重要研究進(jìn)展,為雜芳烴的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化,雜環(huán)化合物的高效制備提供了新方法和思路,但是該領(lǐng)域仍存在亟待解決的問題:
1)目前研究大多局限于五元氮雜芳烴,其它雜原子(如氧和硫)的雜環(huán)化合物單原子骨架編輯反應(yīng)值得期待;
2)催化不對稱單原子骨架編輯反應(yīng)充滿挑戰(zhàn),需要開發(fā)優(yōu)勢的催化劑和催化體系;
3)大多使用銠、銀等貴金屬催化劑,廉價金屬催化是未來單原子骨架編輯研究的重要方向。
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