新利18体育 – 新利18网址 //m.gsbet888.com Wed, 06 Mar 2024 15:44:02 +0000 en-US hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.5.5 134510799 走进消除反应（3）——E1反应的不同产物 //m.gsbet888.com/reactions/2024/02/%e8%b5%b0%e8%bf%9b%e6%b6%88%e9%99%a4%e5%8f%8d%e5%ba%94%ef%bc%883%ef%bc%89-e1%e5%8f%8d%e5%ba%94%e7%9a%84%e4%b8%8d%e5%90%8c%e4%ba%a7%e7%89%a9.html //m.gsbet888.com/reactions/2024/02/%e8%b5%b0%e8%bf%9b%e6%b6%88%e9%99%a4%e5%8f%8d%e5%ba%94%ef%bc%883%ef%bc%89-e1%e5%8f%8d%e5%ba%94%e7%9a%84%e4%b8%8d%e5%90%8c%e4%ba%a7%e7%89%a9.html#respond CS editor Mon, 26 Feb 2024 00:00:17 +0000 新利18体育 消除反应 //m.gsbet888.com/?p=49036 作者 炸鸡 在《走进消除反应Elimination Reactions（2）——是E1还是E2?》中，笔者为读者介绍了不同消除机理以及不同消除机理的特点和之间的差别。今天这期笔者将介绍消除反应E1机理下诞生的不同产物。 请读者看下面这个化合物（图1），如果这个化合物发生E1消除反应，读者不妨尝试写写产物。 图1 发现了没有？如果这个化合物发生消除反应，它的可能产物其实有很多！（图2）但这并不是说实际反应结束后我们会收获不同产物的混合体，消除反应会特定或有偏向性地生成哪些产物是有迹可循的。下面让我们来看看吧！ 图2 E1消除反应机理 在前回我们说到E1反应包括离去基团的离去，碳正离子的形成，碳氢键的断裂，双键的形成等四个步骤（图3）。 图3 可以看出，生成什么样的产物取决于碳正离子的哪个β-碳上的氢被夺取（图4）。 图4 如图所示，潜在的可以被夺取的氢有2个，分别对应生成a,b和c。但实际中主产物只有a,，这说明E1反应实际在“有偏向性地”失去β-氢。同时有多个β–氢时，E1反应会选择失去那个能够生成更稳定产物的氢。多个β-氢可以来自同一个碳，也可以来自不同的碳。在同碳β-氢之间做选择造成了E1反应的立体选择性（产物化学式一样，但立体构造不一样，比如product a 和product b），在异碳β-氢之间做选择造成了E1反应的区域选择性（regioselectivity）（产物的化学式和立体结构都不同，比如product c和product b）。 E1反应的立体选择性-同碳β-氢之间的选择 当有两个潜在的可以被夺取的β-氢时，更稳定的E型异构体会成为主产物，较不稳定的Z型异构体会成为副产物（图5）。为什么会倾向于生成更稳定的产物呢？ 图5 形成碳正离子后，β-碳是可以自由旋转的（饱和碳嘛，可以自由旋转咯），但只有当β–碳上的C-H键与碳正离子的空的p轨道平行才可以形成新的双键。（图6） 图6 所以有两个构象符合要求，分别是构象1和构象4。但因构象4的空间位阻小，具有更低的能量，所以构象4会快速生成。这种能量的高低对比也同样呈现在形成的过渡态及后生成的产物上：不稳定的构象1生成能量高的过渡态，然后生成不稳定的Z构型，稳定的构象4生成能量低的过渡态，然后生成稳定的E构型。（图7） 图7（改编自[1]） 需要注意的是，决定一个取代烯烃是E构型还是Z构型靠的是取代基的编号，大部分情况下E构型比Z构型稳定，但有时候却不是（图8），这时候，Z构型反而是更稳定的那个，如果是消除反应产物，是作为主产物生成的。 图8 E1反应的立体选择性-异碳β-氢之间的选择 当有不止一个的β-碳时，双键上连有更多取代基的产物更稳定，会成为主产物，双键上取代基较少的产物较不稳定，会成为副产物。（图9） 图9 在解释这个现象的原因之前，我们先来复习一个知识点：什么样的双键才算是稳定的双键？ 双键由一个σ键加一个π键组成，π键由两个各有一个电子的p轨道构成。π键相较于σ键比较不稳定，让π键稳定的方法就是向它的反键轨道（π*）“输送”电子。这和我们上期讲的稳定的碳正离子很类似。当双键上的取代基有能与π*键平行的σ键时，σ键上的电子会帮助稳定π*键，双键也就更稳定，或是有能与双键共轭的官能团（羰基，芳基，硝基等）（图10） 图10 在过渡态中，有较多烷基取代基的过渡态具有更低的能量，所以生成速率很快，主产物自然就是有较多烷基取代基的烯烃。 图11（节选自[1]） 参考文献 [1] J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2012. Organic Chemistry. Great Clarendon Street, Oxford: Oxford University Press. 1187pp. 2nd  edition. [2] F. A. Carey, R.J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry Part A: Structure and Mechanisms. 封面图片来自：Image by <a href=”https://www.freepik.com/free-vector/science-lab-with-objects_7405691.htm#query=chemical%20reaction&position=7&from_view=keyword&track=ais&uuid=c9ebc29e-3e39-4c5d-8000-993a1cf63f69″>Freepik</a> 本文版权属于 Chem-Station化学空间， 欢迎点击按钮分享，未经许可，谢绝转载.

作者 炸鸡

在《走进消除反应Elimination Reactions（2）——是E1还是E2?》中，笔者为读者介绍了不同消除机理以及不同消除机理的特点和之间的差别。今天这期笔者将介绍消除反应E1机理下诞生的不同产物。

请读者看下面这个化合物（图1），如果这个化合物发生E1消除反应，读者不妨尝试写写产物。

图1

发现了没有？如果这个化合物发生消除反应，它的可能产物其实有很多！（图2）但这并不是说实际反应结束后我们会收获不同产物的混合体，消除反应会特定或有偏向性地生成哪些产物是有迹可循的。下面让我们来看看吧！

图2

E1消除反应机理

在前回我们说到E1反应包括离去基团的离去，碳正离子的形成，碳氢键的断裂，双键的形成等四个步骤（图3）。

图3

可以看出，生成什么样的产物取决于碳正离子的哪个β-碳上的氢被夺取（图4）。

图4

如图所示，潜在的可以被夺取的氢有2个，分别对应生成a,b和c。但实际中主产物只有a,，这说明E1反应实际在“有偏向性地”失去β-氢。同时有多个β–氢时，E1反应会选择失去那个能够生成更稳定产物的氢。多个β-氢可以来自同一个碳，也可以来自不同的碳。在同碳β-氢之间做选择造成了E1反应的立体选择性（产物化学式一样，但立体构造不一样，比如product a 和product b），在异碳β-氢之间做选择造成了E1反应的区域选择性（regioselectivity）（产物的化学式和立体结构都不同，比如product c和product b）。

E1反应的立体选择性-同碳β-氢之间的选择

当有两个潜在的可以被夺取的β-氢时，更稳定的E型异构体会成为主产物，较不稳定的Z型异构体会成为副产物（图5）。为什么会倾向于生成更稳定的产物呢？

图5

形成碳正离子后，β-碳是可以自由旋转的（饱和碳嘛，可以自由旋转咯），但只有当β–碳上的C-H键与碳正离子的空的p轨道平行才可以形成新的双键。（图6）

图6

所以有两个构象符合要求，分别是构象1和构象4。但因构象4的空间位阻小，具有更低的能量，所以构象4会快速生成。这种能量的高低对比也同样呈现在形成的过渡态及后生成的产物上：不稳定的构象1生成能量高的过渡态，然后生成不稳定的Z构型，稳定的构象4生成能量低的过渡态，然后生成稳定的E构型。（图7）

图7（改编自[1]）

需要注意的是，决定一个取代烯烃是E构型还是Z构型靠的是取代基的编号，大部分情况下E构型比Z构型稳定，但有时候却不是（图8），这时候，Z构型反而是更稳定的那个，如果是消除反应产物，是作为主产物生成的。

图8

E1反应的立体选择性-异碳β-氢之间的选择

当有不止一个的β-碳时，双键上连有更多取代基的产物更稳定，会成为主产物，双键上取代基较少的产物较不稳定，会成为副产物。（图9）

图9

在解释这个现象的原因之前，我们先来复习一个知识点：什么样的双键才算是稳定的双键？

双键由一个σ键加一个π键组成，π键由两个各有一个电子的p轨道构成。π键相较于σ键比较不稳定，让π键稳定的方法就是向它的反键轨道（π*）“输送”电子。这和我们上期讲的稳定的碳正离子很类似。当双键上的取代基有能与π*键平行的σ键时，σ键上的电子会帮助稳定π*键，双键也就更稳定，或是有能与双键共轭的官能团（羰基，芳基，硝基等）（图10）

图10

在过渡态中，有较多烷基取代基的过渡态具有更低的能量，所以生成速率很快，主产物自然就是有较多烷基取代基的烯烃。

图11（节选自[1]）

参考文献

[1] J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2012. Organic Chemistry. Great Clarendon Street, Oxford: Oxford University Press. 1187pp. 2nd  edition.

[2] F. A. Carey, R.J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry Part A: Structure and Mechanisms.

封面图片来自：Image by <a href=”https://www.freepik.com/free-vector/science-lab-with-objects_7405691.htm#query=chemical%20reaction&position=7&from_view=keyword&track=ais&uuid=c9ebc29e-3e39-4c5d-8000-993a1cf63f69″>Freepik</a>

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作者：石油醚

导读：

近日，中科院昆明植物研究所的杨玉荣研究员团队在J. Am. Chem. Soc.上，以 “Enantioselective Total Synthesis of (−)-Daphenylline” 为题，报道了六环Daphniphyllum 生物碱(−)-Daphenylline的简洁全合成。其中关键步骤涉及1）Carreira铱/胺双元催化烯丙基化(Carreira’s Ir/amine dual-catalyzed allylation.)构建两个手性立体中心；2）Wickens光氧化还原催化烯烃的氢羧基化(Wickens’ photoredox-catalyzed hydrocarboxylation of olefin)和CuBr2催化酮的α-胺化等6步快速制备桥头烯丙基胺中间体；3）Pd催化的还原Heck反应(Pd-catalyzed reductive Heck reaction)或Krische Rh催化还原1,6-炔环化(Krische’s Rh-catalyzed reductive 1,6-enyne cyclization)构建四环骨架。此外，在此合成中Wickens光氧化还原催化的氢羧基化使用两次，Friedel-Crafts酰化使用三次。

“Enantioselective Total Synthesis of (−)-Daphenylline

Bing-Lu Wu, Jian-Neng Yao, Xiang-Xi Long, Zong-Qin Tan, Xiao Liang, Li Feng, Kun Wei, and Yu-Rong Yang*

J. Am. Chem. Soc., 2024. ASAP. doi: 10.1021/jacs.3c12741”

正文

Daphniphyllum生物碱是由Yagi于1910年首次从落叶树Yuzuriha中首次分离获得的一种具有的一类多环天然产物。一百多年，科学家已经分离表征了300多个该家族的成员。Daphniphyllum生物碱因其复杂多样的化学结构以及包括抗癌、抗氧化、抗艾滋病、促进神经生长因子等广泛的生物活性引起了众多科学家极大的关注[1]。20世纪80年代，Heathcock等人首次完成Daphniphyllum生物碱methyl homosecodaphniphyllate的全合成[2]。2011年，Carreira[3]和Weiss完成了(+)-daphmanidin E的全合成。此后，许多科学家完成多个具有挑战性结构的Daphniphyllum生物碱全合成[4]，特别是李昂， Smith，Fukuyama，Hanessian，Dixon，翟宏斌，邱发洋，徐晶，高栓虎，Sarpong，李超，陆海华和李闯创分别完成了Daphniphyllum生物碱的一个或多个家族成员的全合成(Figure 1)。上述众多科学家在全合成中的工作不仅丰富了用于复杂靶点的新策略和新方法，而且促进了对生物合成与化学结构之间内在相关性的理解，进而补充了Heathcock的角鲨烯猜想[5]。

天然产物(−)-Daphenylline是Daphniphyllum生物碱家族中具有结构独特的成员之一，其是由中国科学院郝小江院士及其同事于2009年首次分离获得[6]。Daphenylline因其它具有独特1,2,3,4-四取代苯环结构，进而在calyciphylline A-型生物碱中脱颖而出，成为全合成的理想目标(Figure 2)，如1）李昂研究员以6π-电环化为关键步骤首次完成了(-)Daphenylline的全合成 (2013)[7]；2） Fukuyama教授以1,3-偶极环加成的关键步骤完成了该分子的全合成(2016) [8]；3） 李昂研究员[9]和翟宏斌[10]教授分贝采用仿生重排为主要策略策略完成该分子的构建(2018)；4）邱发洋以Diels-Alder反应为关键反应构建该分子的骨架[11, 12] (2019)（2021）；5) 陆海华教授以氧化脱芳构化的策略实现此分子的合成[13]。近日，中科院昆明植物研究所的杨玉荣研究员团队从简单易得原料出发，仅需14步反应成功实现六环Daphniphyllum 生物碱(−)-daphenylline的简洁全合成。并发表于J. Am. Chem. Soc.上。

天然产物(−)-Daphenylline是唯一一个具有苯环6/6/6/5/7/5六环稠合的虎皮楠生物碱，分子中具有氮杂二环[3.3.1]壬烷结构单元，6个手性中心，其中一个是全碳的季碳中心(Figure 2)。基于上述结构，作者对(−)-Daphenylline (1)进行了相关的逆合成分析(Scheme 1)。即以市售的烯丙醇和丙醛经Carreira’s 铱/胺双元催化烯丙基化[14]构建两个叔碳立体中心构建砌块(12)，(12)经还原胺化构建(11)，(11)通过单-碳同系化和Friedel–Crafts酰化反应合成(10)，(10)经酮α-胺化合成桥头胺中间体(8)。另外，(12)经还原和氯代构建(9)，(9)通过单-碳同系化和Friedel–Crafts酰化反应合成(7)。随后，(7)通过叠氮和烯烃1,3-偶极环加成[15]或(8)经Wittig反应生成桥头烯丙基胺中间体(6)。(6)经过偶联合成中间体(5)，(5)通过 Pd催化的还原Heck反应[16]或Krische’s Rh催化还原1,6-炔环化[17]构建四环骨架(4)，(4)通过两次Friedel–Crafts反应合成关键砌块(2)。最后，(2)经还原反应完成天然产物(−)-Daphenylline的全合成。

首先，作者通过两种方法对中间体(6)进行了相关合成分析，见Scheme 2 所示。

最后，作者完成了天然产物(−)-Daphenylline的全合成，见Scheme 3 所示。

 

总结，杨玉荣研究员团队从简单易得原料出发，仅需14步反应成功实现六环Daphniphyllum 生物碱(−)-daphenylline的简洁全合成。其中关键步骤涉及1）Carreira铱/胺双元催化烯丙基化(Carreira’s Ir/amine dual-catalyzed allylation.)构建两个手性立体中心；2）Wickens光氧化还原催化烯烃的氢羧基化(Wickens’ photoredox-catalyzed hydrocarboxylation of olefin)和CuBr2催化酮的α-胺化等6步快速制备桥头烯丙基胺中间体；3）Pd催化的还原Heck反应或Krische Rh催化还原1,6-炔环化构建四环骨架。

参考文献:

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 //m.gsbet888.com/reactions/2024/01/jacs%ef%bc%9a%e5%a4%a9%e7%84%b6%e4%ba%a7%e7%89%a9%e2%88%92-daphenylline%e7%9a%84%e5%85%a8%e5%90%88%e6%88%90.html/feed 0 48561 化学工业中的有机电合成 //m.gsbet888.com/reactions/2024/01/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e5%b7%a5%e4%b8%9a%e4%b8%ad%e7%9a%84%e6%9c%89%e6%9c%ba%e7%94%b5%e5%90%88%e6%88%90.html //m.gsbet888.com/reactions/2024/01/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e5%b7%a5%e4%b8%9a%e4%b8%ad%e7%9a%84%e6%9c%89%e6%9c%ba%e7%94%b5%e5%90%88%e6%88%90.html#respond CS editor Mon, 15 Jan 2024 00:00:39 +0000 新利18体育 工业 电合成 //m.gsbet888.com/?p=48463 译自Chem-Station网站日本版 原文链接：化学工業で活躍する有機電解合成 翻译：炸鸡 在传统印象中，化学工业的形容词都是“有害”“危险”“污染”，但随着时代的进步和发展，化学工业一直在寻求用安全和尽可能普通的条件，不产生有害废弃物的方法。化学工业的改革没有将目光局限在降低成本提高收率改善成品率上，还将目光放在了便宜可以稳定供给的试剂和原料上。被这些条条框框束缚的企业研发该怎么进行呢？对策之一就是提高有机电合成在工业生产中的参与度。有机电合成有以下三个代表性优点。 ①可以驱动仅靠热能不能进行的反应 根据麦克斯韦·玻尔兹曼分布，粒子的平均能量为3kBT/2。例如3ev的能量相当于23000K，两节干电池的电位差产生的能量等同于分子等离子化所需的温度。 电解的强大不仅仅体现在数字上，电解还可以让单靠热能不能引发的电子迁移成为可能(电解也可以促成光反应)。 有机电解的强大  ②容易变换极性 有机化学中能够转变分子极性（Umpolung）的试剂有以格氏试剂（Grignard Reagent）为代表的有机金属试剂和近年来显著发展被广泛应用的过渡金属催化剂。虽然这些试剂在有机化学中的地位很重要也具有很好的开发前景，但在工业生产上是被公认的易燃的高危有机金属试剂，并且工业生产也回避使用难以稳定供给的高价贵金属。虽然电解合成可以应用的范围很窄，但可以不借助有机金属试剂实现极性转换。 Grignard试剂（图片：Wikipedia）  ③电位等电解条件能够实现选择性 电解合成可以通过变换不同的电位实现高度选择性的氧化·还原反应，也可以合成出很多反应很难合成的分子。 一个典型的例子是利用基质的偶极子来实现选择性的脱卤素。 下面我将介绍下利用这些独特优势的有机电解成功应用在工业中的案例。 丙烯腈的选择性二聚化合成己二腈 尼龙66的合成原料己二胺和己二酸曾经是通过环己烷的催化氧化而合成的，但氧化反应的潜在危险性和工艺的复杂性一直是个问题。这两种原料都可以通过己二腈的水解来制备，而Monsanto公司（现属于拜耳集团）和旭化成公司都注意到己二腈可以成为丙烯腈的二聚体的廉价平替物，两家公司都在竞相研发通过丙烯腈的电解二聚化来工业生产己二腈的方法。 最后，两家公司都采用在四级铵盐的条件下，将难溶于水的丙烯腈溶解/分散并进行电解还原的方法。由于该反应与阴极上的质子还原反应（HER；Hydrogen Evolution Reaction）竞争，因此选择具有较大HER过电位的电极材料非常重要，Monsanto采用了Cd，旭化成则采用了Pb。值得注意的是，由于丙烯腈的氧化电位足够正，因此通过设置适当的条件，可以使阳极上仅进行水的氧化反应（OER；Oxygen Evolving Reaction）。 （图片：[1]）  脂肪族/芳香族醛的合成 植物保护剂、紫外线吸收剂、镀金浴添加剂等许多多样化的用途中都可以使用苯二酮和4-叔丁基苯甲醛(4-tert-butylbenzaldehyde)。BASF公司已经开发出一种极为高效、极少浪费地合成这两个化合物的双极合成方法。 在阳极上，4-叔丁基甲苯（4-tert-butyltoluene）的苄侧链被氧化为醛基的缩醛，而在阴极上，二甲基邻苯二酸酯被还原为苯酐，生成苯二酮。两个反应中消耗/生成的电子数和质子数完全一致，而且收率也约为90%，这使得该合成方法非常高效优雅。 BASF公司还开发了利用阳极氧化来合成anisaldehyde和p-tolualdehyde的方法。 （图片：[2]） 利用位置选择性脱卤素反应来合成二氯吡啶酸 二氯吡啶酸是一种非常重要的化合物，它都是很多农药合成的中间体。Daw Chemical公司已经实现了通过四氯吡啶甲酸的脱卤素化反应选择性地工业合成二氯吡啶酸。虽然用化学还原法选择性脱除4位和5位的卤原子很难，但用电解还原却很轻松就可以实现。 如下图所示，四氯吡啶甲酸在电离状态下有偶极子，4位和5位的氯原子最靠近阴极。在这样的状态下，电子开始移动，只有4位和5位上有还原反应发生，生成出想要的产物[3]。这个方法完美体现了有机电解中电场和表面反应的特点及优势。 此外，对于β-内酰胺类抗菌药物的一种—头孢菌素类药物的合成中间体GCLE的合成中也利用了电解反应。大塚化学公司通过充分利用阳极氧化来进行烯丙基位的氯化，从而有选择性地生产目标化合物[4]。 本文有关有机电解在工业中运用的例子已经讲解完毕。有许多只有通过电极反应才能实现的合成方法，它们在缩短工艺和降低成本方面发挥了积极作用。预计未来在化学工业中，电解合成的重要性将不断增强。 参考文献 Enhancing selectivity and efficiency in the electrochemical synthesis of adiponitrile, E. Blanco, A. Z. Dookhith and M. A. Modestino, React. Chem. Eng., 2019, 4, 8 DOI:1039/C8RE00262B [Aust N., Kirste A. (2014) Paired Electrosynthesis. In: Kreysa G., Ota K., Savinell R.F. (eds) Encyclopedia of Applied Electrochemistry. Springer, New York, NY https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-1-4419-6996-5_370 Ma, C. & Xu, Y. & Chu, Y. & Mao, X. & Zhao, F. & Zhu, Y.. (2010). Electrochemical synthesis of 3, 6-dichloropicolinic acid and its […]

译自Chem-Station网站日本版 原文链接：化学工業で活躍する有機電解合成

翻译：炸鸡

在传统印象中，化学工业的形容词都是“有害”“危险”“污染”，但随着时代的进步和发展，化学工业一直在寻求用安全和尽可能普通的条件，不产生有害废弃物的方法。化学工业的改革没有将目光局限在降低成本提高收率改善成品率上，还将目光放在了便宜可以稳定供给的试剂和原料上。被这些条条框框束缚的企业研发该怎么进行呢？对策之一就是提高有机电合成在工业生产中的参与度。有机电合成有以下三个代表性优点。

①可以驱动仅靠热能不能进行的反应

根据麦克斯韦·玻尔兹曼分布，粒子的平均能量为3kBT/2。例如3ev的能量相当于23000K，两节干电池的电位差产生的能量等同于分子等离子化所需的温度。

电解的强大不仅仅体现在数字上，电解还可以让单靠热能不能引发的电子迁移成为可能(电解也可以促成光反应)。

有机电解的强大

 ②容易变换极性

有机化学中能够转变分子极性（Umpolung）的试剂有以格氏试剂（Grignard Reagent）为代表的有机金属试剂和近年来显著发展被广泛应用的过渡金属催化剂。虽然这些试剂在有机化学中的地位很重要也具有很好的开发前景，但在工业生产上是被公认的易燃的高危有机金属试剂，并且工业生产也回避使用难以稳定供给的高价贵金属。虽然电解合成可以应用的范围很窄，但可以不借助有机金属试剂实现极性转换。

Grignard试剂（图片：Wikipedia）

 ③电位等电解条件能够实现选择性

电解合成可以通过变换不同的电位实现高度选择性的氧化·还原反应，也可以合成出很多反应很难合成的分子。

一个典型的例子是利用基质的偶极子来实现选择性的脱卤素。

下面我将介绍下利用这些独特优势的有机电解成功应用在工业中的案例。

丙烯腈的选择性二聚化合成己二腈

尼龙66的合成原料己二胺和己二酸曾经是通过环己烷的催化氧化而合成的，但氧化反应的潜在危险性和工艺的复杂性一直是个问题。这两种原料都可以通过己二腈的水解来制备，而Monsanto公司（现属于拜耳集团）和旭化成公司都注意到己二腈可以成为丙烯腈的二聚体的廉价平替物，两家公司都在竞相研发通过丙烯腈的电解二聚化来工业生产己二腈的方法。

最后，两家公司都采用在四级铵盐的条件下，将难溶于水的丙烯腈溶解/分散并进行电解还原的方法。由于该反应与阴极上的质子还原反应（HER；Hydrogen Evolution Reaction）竞争，因此选择具有较大HER过电位的电极材料非常重要，Monsanto采用了Cd，旭化成则采用了Pb。值得注意的是，由于丙烯腈的氧化电位足够正，因此通过设置适当的条件，可以使阳极上仅进行水的氧化反应（OER；Oxygen Evolving Reaction）。

（图片：[1]）

 脂肪族/芳香族醛的合成

植物保护剂、紫外线吸收剂、镀金浴添加剂等许多多样化的用途中都可以使用苯二酮和4-叔丁基苯甲醛(4-tert-butylbenzaldehyde)。BASF公司已经开发出一种极为高效、极少浪费地合成这两个化合物的双极合成方法。

在阳极上，4-叔丁基甲苯（4-tert-butyltoluene）的苄侧链被氧化为醛基的缩醛，而在阴极上，二甲基邻苯二酸酯被还原为苯酐，生成苯二酮。两个反应中消耗/生成的电子数和质子数完全一致，而且收率也约为90%，这使得该合成方法非常高效优雅。

BASF公司还开发了利用阳极氧化来合成anisaldehyde和p-tolualdehyde的方法。

（图片：[2]）

利用位置选择性脱卤素反应来合成二氯吡啶酸

二氯吡啶酸是一种非常重要的化合物，它都是很多农药合成的中间体。Daw Chemical公司已经实现了通过四氯吡啶甲酸的脱卤素化反应选择性地工业合成二氯吡啶酸。虽然用化学还原法选择性脱除4位和5位的卤原子很难，但用电解还原却很轻松就可以实现。

如下图所示，四氯吡啶甲酸在电离状态下有偶极子，4位和5位的氯原子最靠近阴极。在这样的状态下，电子开始移动，只有4位和5位上有还原反应发生，生成出想要的产物[3]。这个方法完美体现了有机电解中电场和表面反应的特点及优势。

此外，对于β-内酰胺类抗菌药物的一种—头孢菌素类药物的合成中间体GCLE的合成中也利用了电解反应。大塚化学公司通过充分利用阳极氧化来进行烯丙基位的氯化，从而有选择性地生产目标化合物[4]。

本文有关有机电解在工业中运用的例子已经讲解完毕。有许多只有通过电极反应才能实现的合成方法，它们在缩短工艺和降低成本方面发挥了积极作用。预计未来在化学工业中，电解合成的重要性将不断增强。

参考文献

  1. Enhancing selectivity and efficiency in the electrochemical synthesis of adiponitrile, E. Blanco, A. Z. Dookhith and M. A. Modestino, React. Chem. Eng., 2019, 4, 8 DOI:1039/C8RE00262B
  2. [Aust N., Kirste A. (2014) Paired Electrosynthesis. In: Kreysa G., Ota K., Savinell R.F. (eds) Encyclopedia of Applied Electrochemistry. Springer, New York, NY https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-1-4419-6996-5_370
  3. Ma, C. & Xu, Y. & Chu, Y. & Mao, X. & Zhao, F. & Zhu, Y.. (2010). Electrochemical synthesis of 3, 6-dichloropicolinic acid and its industrialization. Huagong Xuebao/CIESC Journal. 61. 699-703. https://www.researchgate.net/publication/289862479_Electrochemical_synthesis_of_3_6-dichloropicolinic_acid_and_its_industrialization
  4. 各種セファロスポリン抗生物質へ展開できる多目的中間体: 大塚化学

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作者：石油醚

导读：

近日，四川大学秦勇教授团队在J. Am. Chem. Soc.上，以 “Catalytic Asymmetric Total Synthesis of (−)-Garryine via an Enantioselective Heck Reaction.” 为题，报道了veatchine型C20-二萜生物碱(−)-garryine的首次不对称全合成。其中，关键步骤主要涉及：钯催化的对映选择性Heck反应(Pd -catalyzed enantioselective Heck reaction)、自由基环化(Radical cyclization)以及光诱导C-H活化/噁唑啉的形成序列(Photoinduced C–H activation/oxazolidine formation sequence)。

“Catalytic Asymmetric Total Synthesis of (−)-Garryine via an Enantioselective Heck Reaction.

Moritz J. Classen, Bilal Kicin, Vincent A. P. Ruf, Alexander Hamminger, Loélie Chuang Li, Fei Lu, Yukun Cai, Cheng Zhang, Yu Shao, Yuanyuan Zhang, Xiao-Yu Liu*, and Yong Qin*

J. Am. Chem. Soc., 2023, ASAP. doi: 10.1021/jacs.3c12171”

正文

多环C20 -二萜生物碱(C20-DTAs)是一种结构多样且具有重要生物学意义的天然产物，进而引起了众多合成化学家广泛的关注[1]。在过去的几十年来，基于笼状体系的构建和合适氧取代基的引入使得科学家们实现了各种类型C20-DTA分子的全合成。作为ent-kaurenoid C20-DTAs中一个特殊的亚家族(Figure 1A)，veatchine型生物碱主要从Garrya中分离获得，并被用于治疗间歇性发热和通便的泻药[2]，其中代表性成员1-4 (Figure 1B)结构中含有一个哌啶-噁唑啉稠合的六环体系[3]。自20世纪60年代开始，科学家们就开始研究veatchine型生物碱的全合成，如Masamune[4]， Nagata[5]，和Wiesner[6]等小组独立地以30多步完成的外消旋体 (±)-veatchine (1)和(±)-garryine (2)的全合成，但对于veatchine型 C20-DTAs的不对称全合成迄今仍未成功。近日，四川大学秦勇教授团队报道了veatchine型C20-二萜生物碱(−)-garryine的首次不对称全合成。并发表于J. Am. Chem. Soc.上。

天然产物(−)-garryine (2)是由三个片段组成，即A/B/C相互稠合的三环(蓝色)、上部的D环(橙色)以及下面的E/F环(绿色)。基于上述结构，作者对(−)-garryine (2)进行了相关的逆合成分析(Scheme 1)， 即砌块9和10通过偶联反应制备前体8，8发生钯催化的对映选择性Heck反应合成6/6/6三环中间体7。随后，7经过官能团变化合成二烯酮中间体6。中间体6发生自由基环化构建D环，并安装C8全季碳立体中心获得砌块5。最后，5经光诱导C-H活化/噁唑啉的形成序列完成天然产物(−)-garryine (2)的全合成。

首先，作者对前体8进行了相关的合成分析，如Scheme 2所示。

随后，作者8发生不对称Heck反应构建6/6/6三环中间体7进行了条件筛选以及底物拓展[7]，如Table 1, 2所示。

 

最后，作者对天然产物(−)-garryine (2)进行了全合成，如Scheme 3所示。

总结， 四川大学秦勇教授团队首次以市售的2-甲基-2-环己烯-1-酮为原料[8]，用24步反应和0.64%的总收率首次完成veatchine型生物碱(−)-garryine(2)的不对称全合成。其中，关键步骤主要涉及：钯催化的对映选择性Heck反应(Pd-catalyzed enantioselective Heck reaction)、自由基环化(Radical cyclization)以及光诱导C-H活化/噁唑啉的形成序列(Photoinduced C–H activation/oxazolidine formation sequence)。值得注意的是，在这项工作中开发的对映选择性的Heck反应为6/6/6三环化合物的构建提供了有效途径，特别是含有C19官能团的化合物。

参考文献:

本文版权属于 Chem-Station化学空间， 欢迎点击按钮分享，未经许可，谢绝转载.

//m.gsbet888.com/reactions/2024/01/jacs%ef%bc%9a%e5%a4%a9%e7%84%b6%e4%ba%a7%e7%89%a9%e2%88%92-garryine%e7%9a%84%e5%85%a8%e5%90%88%e6%88%90.html/feed 0 48418 偶氮类聚合引发剂的特点和选择方法 //m.gsbet888.com/reactions/2023/12/%e5%81%b6%e6%b0%ae%e7%b1%bb%e8%81%9a%e5%90%88%e5%bc%95%e5%8f%91%e5%89%82%e7%9a%84%e7%89%b9%e7%82%b9%e5%92%8c%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%96%b9%e6%b3%95.html //m.gsbet888.com/reactions/2023/12/%e5%81%b6%e6%b0%ae%e7%b1%bb%e8%81%9a%e5%90%88%e5%bc%95%e5%8f%91%e5%89%82%e7%9a%84%e7%89%b9%e7%82%b9%e5%92%8c%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%96%b9%e6%b3%95.html#respond CS editor Thu, 28 Dec 2023 00:00:07 +0000 新利18体育 //m.gsbet888.com/?p=48275 译自Chem-Station网站日本版 原文链接：アゾ重合開始剤の特徴と選び方 翻译：炸鸡 自由基聚合反应是聚合含烯基单体常用的方法，自由基聚合反应包含引发，链成长，终止等一系列步骤。引发剂主要为偶氮类化合物和过氧类化合物。偶氮类聚合引发剂的偶氮基团(R-N=N-R)受光或受热会分解，会产生自由基。利用产生的极其活泼的自由基，可以聚合各种各样的烯基单体或者进行有机化合物的卤化反应。 本篇记事旨在详细解说偶氮类聚合引发剂的特点和自由基的发生机理，并基于基础知识，介绍怎么选择聚合引发剂。 自由基聚合引发剂 自由基聚合引发剂可以粗略地分为一下3类： ・热聚合引发剂（利用热来聚合） ・氧化还原引发剂（利用氧化还原反应来聚合） ・光自由基引发剂（利用光来聚合） 其中属热聚合引发剂被使用地最广泛，用到的热聚合引发剂主要有偶氮类化合物和过氧类化合物。偶氮类化合物相较于过氧类化合物具有安全性高易于控制等优点。 偶氮类聚合引发剂的特点（相较于过氧化物） 偶氮类聚合引发剂具有以下几点优点，这些优点构成了偶氮类聚合引发剂的反应更安全，更容易控制合成的聚合物等特点。 ・分解反应为一级反应 ・不会发生诱导分解，即使与金属接触也不会发生诱导分解 ・分解时不受到溶剂的影响 ・生成碳自由基，与过氧化物做引发剂的反应相比副反应较少。 ・受到冲击也稳定，便于操作，运输和保管。 自由基引发机理 偶氮类聚合引发剂受热受光会分解成氮气和碳自由基(1)。 (偶氮类聚合引发剂在溶液中的分解遵循一级反应速度，不同引发剂有不同的分解温度（或者说分解活性）) ・碳自由基与烯基单体发生加成反应，形成聚合物(2)。 （聚合物末端会带有偶氮引发剂，具有末端效应） ・偶氮类引发剂的引发效率一般为0.5～0.7，未参与反应的偶氮类引发剂会发生再结合(3)或非均化反应(4)。 如何挑选偶氮类聚和引发剂 偶氮类引发剂的选择需要考虑这三点：溶剂的种类，聚合方法，聚合温度。 （２）10小时半衰期温度 使得溶液中偶氮基的浓度在反应发生起的10小时之内减半的温度被称为10小时半衰期温度。可以依据10小时半衰期温度来选择适宜聚合温度的引发剂。 秒懂偶氮类聚合引发剂的使用环境——计算残存率 当你的研究需要用到偶氮类聚合引发剂时，请你一定要试试这个工具！ 一般来说，要确定特定的残存率和反应条件（分解反应时间、分解反应温度），需要参考文献或使用复杂的计算公式进行计算。然而，使用『アゾ重合開始剤 残存率計算ツール』，点击一下就可以一步达成。 希望这个工具对您的研究有帮助！ 本文版权属于 Chem-Station化学空间， 欢迎点击按钮分享，未经许可，谢绝转载.  

译自Chem-Station网站日本版 原文链接：アゾ重合開始剤の特徴と選び方

翻译：炸鸡

自由基聚合反应是聚合含烯基单体常用的方法，自由基聚合反应包含引发，链成长，终止等一系列步骤。引发剂主要为偶氮类化合物和过氧类化合物。偶氮类聚合引发剂的偶氮基团(R-N=N-R)受光或受热会分解，会产生自由基。利用产生的极其活泼的自由基，可以聚合各种各样的烯基单体或者进行有机化合物的卤化反应。

本篇记事旨在详细解说偶氮类聚合引发剂的特点和自由基的发生机理，并基于基础知识，介绍怎么选择聚合引发剂。

自由基聚合引发剂

自由基聚合引发剂可以粗略地分为一下3类：

・热聚合引发剂（利用热来聚合）

・氧化还原引发剂（利用氧化还原反应来聚合）

・光自由基引发剂（利用光来聚合）

其中属热聚合引发剂被使用地最广泛，用到的热聚合引发剂主要有偶氮类化合物和过氧类化合物。偶氮类化合物相较于过氧类化合物具有安全性高易于控制等优点。

偶氮类聚合引发剂的特点（相较于过氧化物）

偶氮类聚合引发剂具有以下几点优点，这些优点构成了偶氮类聚合引发剂的反应更安全，更容易控制合成的聚合物等特点。

・分解反应为一级反应

・不会发生诱导分解，即使与金属接触也不会发生诱导分解

・分解时不受到溶剂的影响

・生成碳自由基，与过氧化物做引发剂的反应相比副反应较少。

・受到冲击也稳定，便于操作，运输和保管。

自由基引发机理

偶氮类聚合引发剂受热受光会分解成氮气和碳自由基(1)。

(偶氮类聚合引发剂在溶液中的分解遵循一级反应速度，不同引发剂有不同的分解温度（或者说分解活性）)

・碳自由基与烯基单体发生加成反应，形成聚合物(2)。

（聚合物末端会带有偶氮引发剂，具有末端效应）

・偶氮类引发剂的引发效率一般为0.5～0.7，未参与反应的偶氮类引发剂会发生再结合(3)或非均化反应(4)。

如何挑选偶氮类聚和引发剂

偶氮类引发剂的选择需要考虑这三点：溶剂的种类，聚合方法，聚合温度。

（２）10小时半衰期温度

使得溶液中偶氮基的浓度在反应发生起的10小时之内减半的温度被称为10小时半衰期温度。可以依据10小时半衰期温度来选择适宜聚合温度的引发剂。

秒懂偶氮类聚合引发剂的使用环境——计算残存率

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一般来说，要确定特定的残存率和反应条件（分解反应时间、分解反应温度），需要参考文献或使用复杂的计算公式进行计算。然而，使用『アゾ重合開始剤 残存率計算ツール』，点击一下就可以一步达成。

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作者：石油醚

导读：

近日，苏黎世联邦理工学院Erick M. Carreira教授团队在J. Am. Chem. Soc.上，以 “Total Synthesis of (+)-Euphorikanin A via an Atropospecific Cascade.” 为题，报道了 (+)-Euphorikanin A的全合成。 其中，关键步骤主要涉及：跨环Aldol反应、半缩酮形成以及半频哪醇重排(Transannular aldol addition reaction, hemiketal formation, and subsequent semipinacol rearrangement)构建(+)-euphorikanin A的全部骨架; 位阻异构选择性闭环烯烃复分解(Atroposelective ring-closing olefin metathesis)构建(Z)-双环[7.4.1]十四烯酮骨架。

“Total Synthesis of (+)-Euphorikanin A via an Atropospecific Cascade.

Moritz J. Classen, Bilal Kicin, Vincent A. P. Ruf, Alexander Hamminger, Loélie Ribadeau-Dumas, Willi M. Amberg, and Erick M. Carreira* J. Am. Chem. Soc., 2023, ASAP. doi: 10.1021/jacs.3c11000”

正文

天然产物(+)-euphorikanin A(1)是由兰州大学(Scheme 1)的张占欣教授及其同事于2016年从中国传统中药 Euphorbia kansui中分离获得一种重排型ingenane天然产物[1]。目前，Carreira[2]和贾彦兴教授[3]分别以19步和30步完成了(+)-Euphorikanin A的全合成。近日，Erick M. Carreira教授团队报道了 (+)-Euphorikanin A的全合成，并发表于J. Am. Chem. Soc.上。

天然产物(+)-euphorikanin A(1)具有5/6/7/3-稠合的四环骨架并包含八个连续的立体中心，同时还在羟基取代的 Cα-桥头上具有桥环 [3.2.1]-γ-内酯。受Zhang和同事提出的生物合成途径启发[1]以及上述结构，作者对(+)-euphorikanin A(1)进行了相关的逆合成分析(Scheme 2)，即VI的闭合环复分解组装烯烃获得中间体I， I的双键发生官能团变化构建II中的1,2-二酮。最后，关键的中间体II经串级反应快速有效地合成天然产物(1)。值得注意的是，双环[7.4.1]体系作为两种可能的阻转异构体存在，如anti–I[4]和syn–I所示（Scheme 2）。基于作者的分析，anti–II和（1）分别与环丙烷和桥内酮或γ-内酯之间存在anti-关系，进而引出了一些有趣的问题：（1）是否可以依靠RCM来提供双环[7.4.1]十四烷酮；（2）是否存在对一种阻转异构体的偏好，如果是，它们是否可以相互转化？ (3) 环癸烯形成中的对位选择性会受到侧链构型的影响吗？ (4) anti–II会参与级联反应导致 生成天然产物(1) 吗？

首先，作者对中间体13进行了合成，如Scheme 3所示。

随后，作者关键的中间体14进行了合成尝试，如Scheme 4所示。

接下来，作者对合成14的串联反应的立体化学过程进行了探索，如Scheme 5所示。

最后，作者对天然产物1进行了全合成 [6]，如Scheme 6所示。

  

总结， Erick M. Carreira教授团队报道了 (+)-Euphorikanin A的全合成。 其中，关键步骤主要涉及：跨环Aldol反应、半缩酮形成以及半频哪醇重排(Transannular aldol addition reaction, hemiketal formation, and subsequent semipinacol rearrangement)构建(+)-euphorikanin A的全部骨架; 位阻异构选择性闭环烯烃复分解(Atroposelective ring-closing olefin metathesis)构建(Z)-双环[7.4.1]十四烯酮骨架。

参考文献:

  • [1]   D.-Q. Fei, L.-L. Dong, F.-M. Qi, G.-X. Fan, H.-H. Li, Z.-Y. Li, Z.-X. Zhang, Org. Lett. 2016, 18, 2844. doi:10.1021/acs.orglett.6b01093.
  • [2]   M. J. Classen, M. N. A. Böcker, R. Roth, W. M. Amberg, E. M. Carreira, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 8261. doi:10.1021/jacs.1c04210.
  • [3]   Z. Chen, K. Zhao, Y. Jia, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202200576. doi:10.1002/anie.202200576.
  • [4]   R. W. Alder, S. P. East, Chem. Rev. 1996, 96, 2097. doi:10.1021/cr940246k.
  • [5]   J. D. Winkler, B. C. Hong, J. P. Hey, P. G. Williard, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8839. doi:10.1021/ja00023a037.
  • [6]   B. Ma, Y. Zhao, C. He, H. Ding, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 15567. doi:10.1002/anie.201809076.
  • [7]   C. Wentrup, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14808. doi:10.1002/anie.201705118.

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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：塩基が肝！シクロヘキセンのcis-1,3-カルボホウ素化反応

翻译：炸鸡

用镍催化的环己烯上区域和立体选择性的碳硼化反应（Carboboration）已经被成功开发出来。反应用的碱是cis-1,3-硼化物选择性生成的关键。

环己烯的cis-1,3-Carboboration反应

cis-1,3-二取代环己烷骨架是常见的具有生理活性化合物的骨架之一[1]，其合成方法已经被广泛研究。最近关于cis-1,3-二取代环己烷骨架的研究是1,3-二取代苯的cis-选择性氢化以及环己烷甲酸的C–H芳基化，引起了极大的关注[2]。

环己烯（1）是一种廉价易得的化合物，可以通过环己烷的双官能基化合成cis-1,3-二取代环己烷4，即cis-1,3-二取代环己烷骨架。然而，以往的研究通常使用过渡金属催化剂对1进行双官能基化反应会得到1,2-二取代产物。Brown等人在DMA中，在Ni(cod)2催化剂和NaOtAmyl的条件下，将1与苄氯（2）和B2pin2（3）反应，选择性地得到cis-1,2-二取代环己烷（图1A）[3]。关于如何解决这一问题，武汉大学的Yin教授等认为利用过渡金属催化剂的链传递反应可以打破这种1,2-选择性的禁锢，从而得到从1位取代或4位取代的产物。Yin教授等先前已经报告了几例使用镍催化剂的烯烃1,n-碳碳硼化反应（n = 1,3,4…）（图1B）[4]。在双键发生碳硼化反应后，由β-氢脱离产生的Ni-H络合物发生连续的配位插入（链传递反应），从而得到1,n-碳硼化体。链传递反应的位置选择性通常是底物控制的，停步在苄位或杂原子的α位，从而实现位置选择性。然而，在化合物1中，这些“停止机制”是不存在的，因此无法确定是否能够控制位置选择性，甚至立体选择性。

本研究中，作者发现通过链传递反应，可以实现镍催化的化合物1的cis-1,3-选择性碳硼化反应（图1C）。在这一反应中，使用LiOMe作为碱是实现cis-1,3-选择性的关键，而在使用其他碱时，得到的则是cis-1,2-二取代物。

图1. A) cis-1,2-位置选择性的碳硼化B) 前期研究 C) 新研究

“Base-Modulated 1,3-Regio- and Stereoselective Carboboration of Cyclohexenes”

Kong, W.; Bao, Y.; Lu, L.; Han, Z.; Zhong, Y.; Zhang, R.; Li, Y.; Yin, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e202308041.

DOI: 10.1002/anie.202308041

论文作者介绍

研究者：Yuqiang Li (李玉强)

研究者履历：

2012–2016 B.S., Central South University, China
2016–2021 Ph.D., Wuhan University, China (Prof. Guoyin Yin)
2021–2022 Assistant Professor, Central South University, China
2022– Researcher, Shanghai Artificial Intelligence Laboratory, China

研究内容 镍催化的新型反应的开发

研究者：Guoyin Yin (阴 国印)

研究者履历：

2002–2006 B.S., Northeast Agricultural University, China (Prof. Fei Ye and Prof. Ying Fu)
2006–2011 Ph.D., Shanghai Institute of Organic Chemistry, China (Prof. Guosheng Liu)
2011–2013 Postdoc, Technical University of Munich, Germany (Prof. Thorsten Bach)
2013–2014 Postdoc, RWTH Aachen University, Germany (Prof. Franziska Schoenebeck)
2014–2016 Postdoc, University of Delaware, USA (Prof. Donald A. Watson)
2016–2021 Researcher, Wuhan University, China
2021– Professor (untenured), Wuhan University, China

研究内容 过渡金属催化的含有二官能基化的新反应开发

论文概要

在NMP溶剂里，在NiCl2·DME的催化下，让环己烯（1）与有机卤代物2、B2pin2（3）以及LiOMe在50°C下搅拌反应12小时，可以得到cis-1,3-二取代环己烷4（见图2A）。有机卤代物2除了不可以是三级卤代物，可以是各种卤代烷基和溴代芳烃，并以良好的收率获得相应的产物4（4a–4c）。3-取代环己烯5也可应用于反应，通过cis-1,3-碳硼化反应，然后氧化，以较高收率得到了产物4d。

推测的反应机理如下图所示（见图2B）。在LiOMe的存在下，Ni(II)配合物与3发生转移金属化反应，生成Ni(II)–Bpin（B）。B插入到1中形成C，通过链行走反应生成cis-1,3-镍环己烯中间体（E）。随后，自由基2′与E反应生成Ni(Ⅲ)（F），经过还原脱离反应得到产物4的同时生成Ni(Ⅰ)（G）。G与2反应再生烷基自由基2′和Ni(II)（A）。DFT计算的结果表明，1,3-取代物选择性生成的原因是中间体E在热力学上较C和1,4-二取代物（H）更为稳定（详细信息请参阅论文）。

另外，只有使用LiOMe才能获得产物4，而使用NaOMe或其他碱时，尽管收率较低（20-30%），但主产物是1,2-二取代物6（见图2C）。关于这种位置选择性变化，论文认为与Ni–Bpin中间体的氧化态有关。如前所述，LiOMe条件下会生成二价的Ni(II)–Bpin；使用NaOMe时，Ni(II)（A）通过3和碱被还原为Ni0（I），然后通过与Ni(II)配合物的归中反应和接下来的与3的转移金属化反应生成Ni(Ⅰ)-Bpin（K）[5]。在K与1的配位插入之后，链行走反应不会发生，导致只会生成1,2-二取代物（详细信息请参阅论文）。”

图2. A) 底物适用范围 B) 推测的反応機構 C) cis-1,2-碳硼化

研究人员以廉价的环己烯为原料，通过使用镍催化剂成功实现了cis-1,3-硼氢化反应。这个反应有望成为合成生物活性物质的简便方法。

参考文献

  1. (a) Lovering, F.; Bikker, J.; Humblet, C. Escape from Flatland: Increasing Saturation as an Approach to Improving Clinical Success. Med. Chem. 2009, 52, 6752–6756. DOI: 10.1021/jm901241e (b) Smaligo, A. J.; Swain, Manisha.; Quintana, J. C.; Tan. M. F.; Kim. D. A.; Kwon, O. Hydrodealkenylative C(sp3)–C(sp2) Bond Fragmentation. Science 2019, 364, 681–685. DOI: 10.1126/science.aaw4212
  2. (a) Wiesenfeldt. M. P.; Nairoukh. Z.; Li. W.; Glorius. F. Hydrogenation of Fluoroarenes: Direct Access to All-cis-(Multi)fluorinated Cycloalkanes. Science 2017, 357, 908–912. DOI: 1126/science.aao0270(b) Ling, L.; He, Y.; Zhang, X.; Luo, M.; Zeng, X. Hydrogenation of (Hetero)aryl Boronate Esters with a Cyclic (Alkyl)(amino)carbene–Rhodium Complex: Direct Access to cis-Substituted Borylated Cycloalkanes and Saturated Heterocycles.  Chem., Int. Ed. 2019, 58, 6554–6558. DOI: 10.1002/anie.201811210 (c) Kang, G.; Strassfeld, D. A.; Sheng, T.; Chen, C.-Y.; Yu, J.-Q. Transannular C–H Functionalization of Cycloalkane Carboxylic Acids. Nature 2023, 618, 519–523. DOI: 10.1038/s41586-023-06000-z
  3. (a) Logan, K. M.; Sardini, D. W.; Brown, M. K. Nickel-Catalyzed Stereoselective Arylboration of Unactivated Alkenes. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 159–162. DOI: 10.1021/jacs.7b12160 (b) Joung, S.; Bergmann, A. M.; Brown, M. K. Ni-Catalyzed 1,2-Benzylboration of 1,2-Disubstituted Unactivated Alkenes. Chem. Sci. 2019, 10, 10944–10947. DOI: 10.1039/C9SC04199K
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  5. Lin, C.-Y.; Power, P. P. Complexes of Ni(I): A “Rare” Oxidation State of Growing Importance. Soc. Rev. 2017, 46, 5347–5399. DOI: 10.1039/C7CS00216E

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 //m.gsbet888.com/reactions/2023/12/%e7%a2%b1%e6%98%af%e5%85%b3%e9%94%ae%ef%bc%81%e7%8e%af%e5%b7%b1%e7%83%af%e7%9a%84cis-13-carboboration%ef%bc%88%e7%a2%b3%e7%a1%bc%e5%8c%96%ef%bc%89%e5%8f%8d%e5%ba%94.html/feed 0 48235 Os/C-硝基的选择性还原催化剂- //m.gsbet888.com/reactions/%e8%bf%98%e5%8e%9f%e5%8f%8d%e5%ba%94/2023/12/os-c-%e7%a1%9d%e5%9f%ba%e7%9a%84%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%80%a7%e8%bf%98%e5%8e%9f%e5%82%ac%e5%8c%96%e5%89%82.html //m.gsbet888.com/reactions/%e8%bf%98%e5%8e%9f%e5%8f%8d%e5%ba%94/2023/12/os-c-%e7%a1%9d%e5%9f%ba%e7%9a%84%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%80%a7%e8%bf%98%e5%8e%9f%e5%82%ac%e5%8c%96%e5%89%82.html#respond CS editor Thu, 14 Dec 2023 01:47:36 +0000 化学部落~~格格 还原反应 //m.gsbet888.com/?p=47989 译自Chem-Station网站日本版 原文链接：オスミウム活性炭素 –ニトロ基選択的還元触媒– 翻译：炸鸡 催化还原是有机合成中最常用的反应之一。在硝基﹑烯烃﹑酰胺等官能团的还原和苄基保护基﹑Cbz保护基的脱保护反应中有着广泛的应用。特别是钯碳(Pd/C)催化的氢化反应是催化还原反应界的元老级人物。 Pd/C的一大问题是容易起火，另一个问题是对官能团的选择性低。近年来，活性较低的异相钯系催化剂 Pd/C(en)、Pd/Fib、Pd/PEI等也有售卖。但是芳香族硝基在除Pd/PEI以外的催化剂的催化下很容易被还原，对分子内有双键的硝基化合物来说，想要选择性地把硝基还原成胺基靠Pd系催化剂是很难做到的。想要还原分子内有双键的硝基化合物，首选是用锡，铁或锌等金属和酸的Béchamp还原反应，但是该反应的后处理相当的麻烦。 Os/C会是选择性还原硝基的新标杆吗？ 那要使用什么催化剂才能选择性地且方便地还原芳香族硝基呢？ Os/C能很好地解决这个难题！ 提到Os（锇）这个金属元素，大家难免脑海里会浮现出广泛用于合成cis-1,2-环己二醇的四氧化锇 （OsO4)，四氧化锇有着强毒性处理麻烦等缺点。但Os/C是还原性的Os，具有不易挥发﹑毒性弱等优点。并且与Pd/C相比，不易引火1）。 Os/C的还原能力如下图所示。 图1. 还原性官能团和Os/C的反应活性 (出处: https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/00074.html) Os/C不能还原的有烯烃和炔烃，还有苄基、Cbz、卤原子等。 更加方便的是，使用Os/C投反应时还可以不需要添加氢源。 比如下面这个反应，用了Os/C当还原剂以及过量的联氨（又称联胺或肼）（也可以是联氨水合物）。 图2. Os/C和联氨水合物来选择性还原硝基 (出处: https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/00074.html) 反应结束后，只需要用硅藻土过滤掉Os/C，再减压蒸发甲醇，再用水和乙酸乙酯萃取出产物即可。 根据笔者个人的经验，经过Os/C还原后的胺基化合物很干净，可以不需要精制而直接投入下一步反应。要说有什么缺点的话，产物会沾染上联氨的气味（不过气味会渐渐消失）。 实验案例 2-溴-4-硝基-1-萘胺的还原2） 将2-溴-4-硝基-1-萘胺（340/mg，1.27/mmol）溶解于甲醇（20mL）中，加入水合联氨（5mL）和Os/C（50mg），在70°C搅拌14小时。冷却至室温后，用硅藻土过滤去除Os/C，然后用乙酸乙酯洗涤硅藻土。向滤液中加水，用乙酸乙酯进行两次萃取，将有机层合并并用饱和食盐水洗涤两次，然后用无水硫酸钠干燥。减压蒸发有机溶剂，得到2-溴-1,4-二氨基萘（271mg，收率90%）。 注意：在Pd/C的作用条件下，溴基脱离并生成1,4-二氨基萘。 参考文献 1) 吉田雄一、和光純薬時報、2009、77(3). 2) Yasuda, D.; Nakajima, M.; Yuasa, A.; Obata, R.; Takahashi, K.; Ohe, T.; Ichimura, Y.; Komatsu, M.; Yamamoto, M.; Imamura, R.; Kojima, H.; Okabe, T.; Nagano, T.; Mashino, T., Bioorg. Med. Chem. Lett, 2016, 26, 5956-5959. DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.10.083 本文版权属于 Chem-Station化学空间， 欢迎点击按钮分享，未经许可，谢绝转载.

译自Chem-Station网站日本版 原文链接：オスミウム活性炭素 –ニトロ基選択的還元触媒–

翻译：炸鸡

催化还原是有机合成中最常用的反应之一。在硝基﹑烯烃﹑酰胺等官能团的还原和苄基保护基﹑Cbz保护基的脱保护反应中有着广泛的应用。特别是钯碳(Pd/C)催化的氢化反应是催化还原反应界的元老级人物。

Pd/C的一大问题是容易起火，另一个问题是对官能团的选择性低。近年来，活性较低的异相钯系催化剂 Pd/C(en)、Pd/Fib、Pd/PEI等也有售卖。但是芳香族硝基在除Pd/PEI以外的催化剂的催化下很容易被还原，对分子内有双键的硝基化合物来说，想要选择性地把硝基还原成胺基靠Pd系催化剂是很难做到的。想要还原分子内有双键的硝基化合物，首选是用锡，铁或锌等金属和酸的Béchamp还原反应，但是该反应的后处理相当的麻烦。

Os/C会是选择性还原硝基的新标杆吗？

那要使用什么催化剂才能选择性地且方便地还原芳香族硝基呢？

Os/C能很好地解决这个难题！

提到Os（锇）这个金属元素，大家难免脑海里会浮现出广泛用于合成cis-1,2-环己二醇的四氧化锇 （OsO4)，四氧化锇有着强毒性处理麻烦等缺点。但Os/C是还原性的Os，具有不易挥发﹑毒性弱等优点。并且与Pd/C相比，不易引火1）。

Os/C的还原能力如下图所示。

图1. 还原性官能团和Os/C的反应活性
(出处: https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/00074.html)

Os/C不能还原的有烯烃和炔烃，还有苄基、Cbz、卤原子等。

更加方便的是，使用Os/C投反应时还可以不需要添加氢源。

比如下面这个反应，用了Os/C当还原剂以及过量的联氨（又称联胺或肼）（也可以是联氨水合物）。

图2. Os/C和联氨水合物来选择性还原硝基
(出处: https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/00074.html)

反应结束后，只需要用硅藻土过滤掉Os/C，再减压蒸发甲醇，再用水和乙酸乙酯萃取出产物即可。

根据笔者个人的经验，经过Os/C还原后的胺基化合物很干净，可以不需要精制而直接投入下一步反应。要说有什么缺点的话，产物会沾染上联氨的气味（不过气味会渐渐消失）。

实验案例

2-溴-4-硝基-1-萘胺的还原2）

将2-溴-4-硝基-1-萘胺（340/mg，1.27/mmol）溶解于甲醇（20mL）中，加入水合联氨（5mL）和Os/C（50mg），在70°C搅拌14小时。冷却至室温后，用硅藻土过滤去除Os/C，然后用乙酸乙酯洗涤硅藻土。向滤液中加水，用乙酸乙酯进行两次萃取，将有机层合并并用饱和食盐水洗涤两次，然后用无水硫酸钠干燥。减压蒸发有机溶剂，得到2-溴-1,4-二氨基萘（271mg，收率90%）。

注意：在Pd/C的作用条件下，溴基脱离并生成1,4-二氨基萘。

参考文献

1) 吉田雄一、和光純薬時報、2009、77(3).
2) Yasuda, D.; Nakajima, M.; Yuasa, A.; Obata, R.; Takahashi, K.; Ohe, T.; Ichimura, Y.; Komatsu, M.; Yamamoto, M.; Imamura, R.; Kojima, H.; Okabe, T.; Nagano, T.; Mashino, T., Bioorg. Med. Chem. Lett, 2016, 26, 5956-5959. DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.10.083

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作者：炸鸡

上一期《走进消除反应Elimination Reactions（1）——怎样让消除反应发生？》笔者谈到有些卤代烃是既可以发生消除反应也可以发生取代反应，通过选择不同的亲核试剂或调节温度可以使得消除反应或取代反应成为主反应。这一期笔者将把重心转移到消除反应上，探讨不同的消除反应机理之间有哪些差别。

E1和E2机理概述

在亲核取代反应中，根据反应机理的不同可以分为SN1反应和SN2反应。类似的，消除反应根据反应机理的不同分为E1反应和E2反应。E是Elimination Reactions的首字母大写，E1和E2里的1和2则寓意着各自反应机理的差别。

E1中的1指代这个反应机理是单分子反应机理。反应机理：离去基团离去，然后β位的质子被脱掉，形成双键，产物生成（图1）。


图1. E1机理

E2中的2指代这个反应机理是双分子反应机理。反应机理：亲核试剂（在E2里更具体一点为碱）夺取β位的质子和离去基团离去同时发生，形成双键，产物生成（图2）。

图2. E2机理

在E1机理的反应中，离去基团离去后，原来的反应物变成了一个含碳正离子（carbocation）的化合物，碳正离子非常以及极其活泼，碳正离子就好像反应溶液中的“躁动分子”，只要它一旦生成，它就会不管三七二十一立即与它周围任何可以反应的物质发生反应或是迅速发生重排。所以对于E1机理的反应来说，只要碳正离子生成，反应几乎是瞬间结束的（图3），所以决定E1机理的反应的速度的只有离去基团。离去基团离去的慢，反应速度就慢；反之，离去基团离去地快，反应速度就快。

Rate（E1）=k[RX]

图3

在E2机理的反应中，亲核试剂（对E2里更具体一点为碱）的进攻和离去基团的离去是同时发生的，不存在碳正离子。如果亲核试剂是个强碱或离去基团离去的很快，那么反应速度就会变快。所以决定E2机理的反应的反应速度有离去基团和亲核试剂两个因素。

Rate（E2）=k[RX][base]

哪些条件会促成E1机理

①如上文所讲，碳正离子的生成对E1机理的反应至关重要。只要能生成相对稳定的碳正离子，那么反应机理就倾向于变成E1。那么什么样的碳正离子才算是稳定的呢？这要从碳正离子的结构说起：一般的饱和碳是sp3杂化，碳正离子的碳是sp2杂化，空的p轨道垂直于其他C-H键所在的平面。sp2杂化意味着不再是“金字塔”状的共价键排布，而是“螺旋桨”状的共价键排布（三个桨叶共平面）（图4）。

图4. 饱和碳（右）正离子碳（左）

碳正离子的空的p轨道需要临近的其他基团向它“输送”电子，让碳正离子的空的p轨道不那么“缺电子”从而变得更稳定。

a)与烷基相连的碳正离子会比较稳定。例如图5所示，碳正离子与三个甲基相连，每个甲基上总有一个C-H键能大致与碳正离子的p轨道平行，能与碳正离子的p轨道平行的那个C-H键上的σ电子会“涌入”p轨道，进而稳定碳正离子（图5）。

图5. 一个稳定的碳正离子

b) 如果碳正离子的ɑ位有可以让碳正离子的p轨道离域的π电子（图6），碳正离子也会得到稳定。此时三个p轨道（两个满，一个空）组成了一个分子轨道，新组成的分子轨道相较原本的原子轨道拥有更低能量的HOMO，也就更稳定了。

图6

c) 有富电子的芳香环（对位或邻位有给电子基）与碳正离子的p轨道形成共轭，那么碳正离子也会稳定。

d) 如果碳正离子与有孤对电子的杂原子相连，孤对电子会进入碳正离子空的p轨道，稳定碳正离子。即使碳正离子是伯碳，也很稳定（图7）。

图7 

下面是几例稳定的碳正离子和不稳定的碳正离子（图8）：

图8

能够形成稳定碳正离子的底物被认为是利于E1机理发生。

②除了产物的结构可以稳定碳正离子外，反应溶剂的选择也十分重要。极性溶剂是利于E1机理发生的，因为极性溶剂能很好地稳定碳正离子。

③E1反应速率与离去基团有关（Rate（E1）=k[RX]）。如果离去基团的离去能力很好再加上弱碱甚至没有碱，E1反应会发生。

④最后一个最简单——酸性条件。这很容易理解，如果离去基团是-OH（消除反应里的离去基团除了卤素原子外还有很多），在碱性条件下-OH是永远没法离去的，只有在酸性条件下被质子化形成-O+H2后离去。既然反应条件为酸性，E2机理是绝对不可能了因为E2反应的发生需要碱的进攻和离去基团同时发生。所以酸性条件下的消除反应的机理通通为E1机理。（图9）

图9

哪些条件会促成E2机理

E2反应的反应速率=k[RX][base]。要想E2反应发生，必须确保亲核试剂（在E2里具体为碱）有足够强的能力夺取质子且离去基团又足够快速地离去。所以使用强碱+强离去基团的组合利于E2反应的发生。和亲核取代不同的是，E2反应的发生不限定于特定的底物结构，许多可以发生E1反应的化合物只要加以强碱一样可以变为E2反应。

注意：E1,E2和SN1,SN2之间没有一点关系

有一些同学会把E1,E2和SN1,SN2之间强行关联起来，认为可以发生SN1的底物会发生E1消除反应，认为可以发生SN2的底物会发生E2消除反应。这是个误区，E1,E2和SN1,SN2之间没有一点关系。反例如下（图10）：

图10

氯代叔丁烷既可以发生E1消除反应，也可以发生E2消除反应（取决于碱的强弱），但由于氯代叔丁烷ɑ-碳的周围有太多甲基造成位阻太大，所以只能发生SN1亲核取代反应。

E1cB机理

当离去基团先离去，碱夺质子很慢，反应机理为E1；当离去基团和碱夺质子同时发生时，反应机理为E2。那么，如果当碱的碱性很强以至于先夺取了质子，离去基团再离去会发生什么呢？——这就是E1cB机理（图11）。

图11. E1cB机理

图12. E1，E2，E1cB三者之间的关系（图片改编自[2]）

当强碱先夺取β位的质子后，碳负离子生成，而后碳负离子迫使离去基团离去。当β位碳负离子很稳定（旁边有吸电子基如硝基羰基）且碱为强碱（如果碱的碱性不足以脱去β位的质子，E1cB反应就不会发生）时，反应机理偏向于E1cB机理。

Rate（E1cB）=k[RX][base]

图13. 一个E1cB机理的反应

学有余力

我们所说的E1机理，E2机理，E1cB机理描述的都是一种极端的情况，在现实中的消除反应中，反应的机理多是介于极端机理的中间机理，例如现实中用的最多的是“偏向于”“倾向于”。例如这个反应机理偏E1机理，或这个反应机理位于或处于E1机理和E2机理之间。

图14（图片改编自[2]）

参考文献

[1]  J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2012. Organic Chemistry. Great Clarendon Street, Oxford: Oxford University Press. 1187pp. 2nd  edition.

[2] F. A. Carey, R.J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry Part A: Structure and Mechanisms.

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作者：石油醚

导读：

近日，瑞士洛桑联邦理工学院祝介平教授团队在J. Am. Chem. Soc上，以 “Enantioselective Total Synthesis of (−)-Artatrovirenol A” 为题，报道了笼状倍半萜天然产物(−)-Artatrovirenol A (3)的对映选择性全合成，并通过X射线晶体学分析确定了(−)-Artatrovirenol A (3)的结构。其中，关键步骤主要包括: 手性氧硼杂化物催化的Diels-Alder反应(cationic chiral oxazaborolidinium-catalyzed Diels–Alder reaction); 2) 非对映选择性的Mukaiyama-Michael加成 (diastereoselective Mukaiyama–Michael addition)；3）分子内de Mayo[2 + 2]环加成/逆-Aldol反应(intramolecular de Mayo [2 + 2] cycloaddition/retro-aldol sequence); 4) Lewis酸诱导环氧化物分子内开环反应 ( Lewis acid-triggered intramolecular ring opening of epoxide)；5）Chugaev消除反应(Chugaev elimination)。

“Enantioselective Total Synthesis of (−)-Artatrovirenol A

Rémi Lavernhe, Patrick Domke, Qian Wang, and Jieping Zhu* J. Am. Chem. Soc., 2023. doi: 10.1021/jacs.3c03178 ”

正文：

倍半萜类天然产物广泛存在于陆生植物、微生物和海洋生物中，并且其结构的多样性和重要的生物活性吸引了众多合成化学家的眼球[1]。然而，此类天然产物主要来源于在传统中药中广泛使用了几个世纪的青蒿类植物。如，1）从青花蒿(Artemisia glabella)中分离具有α-亚甲基-γ-内酯骨架愈创木烷型倍半萜类天然产物arglabin(1)，并且其二甲胺复合物的盐酸盐已在哈萨克斯坦用于治疗乳腺癌、结肠癌、卵巢癌和肺癌(Scheme 1a)[2]；2）从黄花蒿中(Artemisia annua)分离获得可有效治疗疟疾耐药性以及对对多种肿瘤细胞具有较强的抗疟活性和细胞毒性的天然产物青蒿素Artemisinin (2)[3]。倍半萜类天然产物artatrovirenols A(3)和B (4)是由中国科学院昆明植物研究所的陈纪军研究员及其同事从atrovirens中分离获得 (Figure 1A)[4]，并对人肝癌细胞株HepG2、SMMC-7721和Huh7具有细胞毒性。除此之外，(3)和B (4)与同一植物中共分离的Argabin(1)之间也存在生物遗传学关系。即由1经过环氧开环获得二烯5a，5aγ-内酯水解生成6, 6通过Diels-Alder反应和脱水反应两步生成artatrovirenol B(4)。最后，三取代烯烃经环氧化和内酯化即可将4转化为artatrovirenol A (3)。近日，祝介平教授团队报道了笼状倍半萜天然产物(−)-Artatrovirenol A (3)的对映选择性全合成，并通过X射线晶体学分析确定了(−)-Artatrovirenol A (3)的结构，相关结果发表于J. Am. Chem. Soc上。

首先，天然产物artatrovirenol A (3)含有一个特殊的笼状结构，其是由稠合、桥连和螺环等系统组成，并且还包含八个连续的立体中心(4个季碳中心)。 此外，该骨架中还包含降冰片烷支架的5/5/6/5/5-五环系统。基于上述骨架的，作者对天然产物artatrovirenol A (3)进行了相关的逆合成分析(Scheme 2)，即 烯醇(11)与不饱和烯酮(12)[5]通过非对映选择性的Mukaiyama-Michael加成获得关键中间体(10)，(10)经de Mayo反应构建双环内酯(9)[6]。(9) 逆-Aldol反应获得四环化合物(8)，(8) 经环氧化物分子内开环反应合成(7)[7]。最后，(7)通过一系列脱水和非对映选择性酮还原完成天然产物artatrovirenol A (3)的全合成。

其次，作者对砌块11进行了相关的合成，如Scheme 3所示。

随后，作者对四环化合物27进行了相关的合成，如Scheme 4所示。  

接下来，作者以27为原料进行了相关环化反应的尝试，如Scheme 5所示。研究结果表明，27中环氧发生分子内开环构建降冰片烷骨架具有可能性。

 

最后，作者以26为中间体完成了天然产物artatrovirenol A (3)的全合成，如Scheme 6所示。

总结， 祝介平教授团队报道了笼状倍半萜天然产物(−)-Artatrovirenol A (3)的对映选择性全合成，并通过X射线晶体学分析确定了(−)-Artatrovirenol A (3)的结构。其中，关键步骤主要包括:手性氧硼杂化物催化的Diels-Alder反应 (cationic chiral oxazaborolidinium-catalyzed Diels–Alder reaction); 2) 非对映选择性的Mukaiyama-Michael加成 (diastereoselective Mukaiyama–Michael addition)；3）分子内de Mayo[2 + 2]环加成/逆-Aldol反应(intramolecular de Mayo [2 + 2] cycloaddition/retro-aldol sequence); 4) Lewis酸诱导环氧化物分子内开环反应 ( Lewis acid-triggered intramolecular ring opening of epoxide)；5）Chugaev消除反应(Chugaev elimination)。

参考文献：

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