芳基碘化合物是一类重要的合成砌块,在复杂分子合成、药物化学和材料科学中有着广泛的应用[1].与传统的合成方法相比,过渡金属催化的C(sp2)—H键碘化反应可以实现特定的区域选择性控制,为碘代芳烃及其衍生物的合成提供了一种简洁高效的策略[2].近年来,化学家们已经发展了一系列以碘单质、乙酸次碘酸酐(IOAc)、N-碘琥珀酰亚胺(NIS)、1,3-二碘-5,5-二甲基海因(DIH)等作为碘源的芳基底物C—H键碘化反应.这些碘化试剂通常具有较高的亲电活性,在反应过程中难以避免亲电碘化副产物的生成.因此有必要去探索新型碘化试剂,以提高芳烃C—H键碘化反应的选择性.

吲哚酮、喹啉酮等两类重要杂环骨架,广泛存在于具有重要生物活性的天然产物和药物分子中[1].开发其高效、高选择性的构建方法一直是合成化学领域中的研究热点[2]. 过渡金属催化含杂原子烯烃分子内环化/分子间交叉偶联反应是构建杂环骨架的重要策略之一[3].在该类反应中,金属物种与系链烯烃发生分子内迁移插入生成烷基金属物种,再与另一偶联子发生交叉偶联.尽管目前已取得了重要进展,但是如何抑制烷基金属物种的β-H消除途径仍面临挑战.

硫肽类抗生素是一类高度修饰的核糖体肽类天然产物,具有良好的抗菌活性,特别是针对许多耐药病原体,因此一直被视为开发新型抗生素的候选分子[1-2].硫肽类抗生素结构中一般包含唑杂环、脱水氨基酸以及一个以氮杂六元环为核心的大环骨架.其中,根据核心氮杂六元环氧化程度和取代基的不同,可以将硫肽类抗生素分为a,b,c,d和e五种类型(图1A).在合成机制上,氮杂六元环通过[4+2]环加成反应生成,随后通过进一步脱水、还原形成b型硫肽中的脱氢哌啶环,若再次还原则形成a型硫肽中的哌啶环;而环加成后发生脱水和前导肽切除,则形成d型硫肽的吡啶环,进一步羟基化可形成e型硫肽的羟基吡啶环.

Smiles重排是指分子内的亲核芳香取代反应,该类型反应最早可追溯到1894年Henrique的研究发现,并在20世纪30年代由Smiles教授发展并进行了系统的研究.此后,这类反应得到了蓬勃发展,在有机化学、材料化学、药物化学等领域中得到了广泛的应用.20世纪70年代,Speckamp等[1]报道了单电子转移Smiles重排过程,此后自由基型Smiles反应得到了一定程度的发展.这些新方法一定程度上弥补了传统离子型Smiles重排反应常见的底物局限性,但一般情况下需额外加入当量的氧化剂.近年来,镍催化的双亲电试剂还原交叉偶联取得快速发展,此类反应条件温和,能避免对空气及湿气敏感的金属试剂的使

多肽合成在药物研发、疾病诊断、生物医学材料和高性能材料等高科技领域发挥着重要的作用,引起了化学家的广泛关注[1].酰胺键形成是多肽合成过程中的根本化学反应,同时其本身也是有机化学的一个重要研究领域[2].截止目前,已经有上百种酰胺键构建方法被开发出来[3],但是真正能够用于多肽合成的酰胺键形成方法非常有限,主要原因是这些方法在构建肽键时所需的光学纯手性原料难以获得.因此,多肽合成主要是通过缩合剂介导的天然α-氨基酸之间反复缩合来实现的.但传统多肽缩合剂经常会导致氨基酸羰基α-C位的手性中心发生外消旋化[4],不但使产物收率降低,而且导致纯化极其困难.另外,固相多肽合成(SPPS)的原子眯圆�

烯基硅化合物是一类重要的原料,被广泛用于有机合成、高分子化学和材料科学领域[1].过渡金属催化炔烃的直接硅氢化反应是合成烯基硅化合物最高效和最原子经济性的方法之一.因此,该反应受到越来越广泛的关注[2].然而,炔烃与硅烷化合物的硅氢化反应过程中存在着化学选择性和区域选择性问题(图1).例如炔烃可以和硅烷反应生成半氢化的副产物,炔烃可以发生单次硅氢化生成烯基硅产物,也可能发生过度转化生成双硅化合物.同时,炔烃的硅氢化可以生成三种不同的加成产物,即马氏加成产物(α-烯基硅)和反马氏加成产物(β)-(E)-烯基硅和β-(Z)-烯基硅).因此,实现炔烃硅氢化的选择性调控是一个具有挑战性的难题.

近年来,过渡金属催化的不对称碳氢键活化策略在手性化合物的高效合成中取得了巨大的进展[1-7],然而,不对称碳氢键官能化反应主要集中于单一手性中心的产生,同时构建具有多个手性中心的策略更加具有吸引力,也更具挑战性.迄今为止,利用不对称碳氢键活化策略同时构建双手性化合物常见于芳烃碳氢键活化后对烯烃的立体选择性插入,从而产生具有两个相邻手性中心的分子(Scheme 1a).或者是碳氢键官能化产生第一个手性中心进而诱导第二个手性中心产生(Scheme 1b).亦或者通过芳烃的去对称化的形成第一个手性中心,随后碳氢键官能化给出另一个手性中心(Scheme 1c).这些反应的共同特点是两个手性中心以相互关

基于在咖啡因8-位引入哌嗪活性基团的策略,以8-氯茶碱和取代哌嗪为原料,利用N-甲基化、亲核取代、(保护)脱保护等多步反应,合成了16个新型含取代哌嗪的咖啡因衍生物Ia～Ip,通过熔点、1H NMR、13C NMR和HRMS对新化合物进行了结构确认和表征,获得了8-(4-(3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰基)哌嗪-1-基)-1,3,7-三甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮(Ip)的单晶结构.生物活性测试结果表明,目标化合物大多对小菜蛾(Plutella xylostella L.)和东方粘虫(Mythimna separata Walker)表现出显著的杀虫活

报道了一类铱催化下异羟肟酸衍生物作为酰基氮宾前体参与的分子间N—N偶联合成酰肼化合物的反应.与之前报道的二_唑酮参与的反应不同,该类氮宾前体不仅可以合成N-酰基肼类化合物,又可以用于N-氧酰基肼类化合物的合成.计算化学研究说明分子内氢键辅助N—O键断裂脱酸形成金属酰基氮宾中间体可能是决速步,随后芳胺在氢键辅助下亲核进攻金属酰基氮宾形成N—N键.

发展了一种有机催化的邻羟基苯基取代对甲亚基苯醌和β-氧代酰基吡唑之间的不对称[4+2]环化反应,为光学活性3,4-二氢香豆素衍生物的获取提供了有效途径.在衍生自奎宁的手性双功能方酰胺催化下,一系列邻羟基苯基取代对甲亚基苯醌和β-氧代酰基吡唑可以在温和的条件下顺利地发生反应,以高产率和优秀的非对映及对映选择性得到相应的多取代3,4-二氢香豆素衍生物.

合成了4'-CF3修饰的尿苷亚磷酰胺单体,并通过固相合成将其引入了寡聚核苷酸链.分子动态模拟和NMR的结构研究,以及寡聚核苷酸的基本生化性质测定都表明4'-CF3修饰将该核苷酸的核糖锁定在不常见的South构象.

在P(NMe2)3作用下,含有α,β-不饱和酮结构单元的苯甲酰甲酸酯顺利发生分子内环丙烷化反应,以中等至良好的收率生成环丙烷并[c]香豆素.在优化的反应条件下,该反应展示了较宽的底物适用范围和优秀的立体选择性,从而为环丙烷并[c]香豆素的合成提供了简便高效的方法.

金属氮宾的分子内碳氢键插入反应是合成氮杂环最有效的方法之一.以2-叠氮基-N,N-二苄基乙酰胺为底物,发展了无配体、无外加氧化剂条件下的铁催化分子内sp3-碳氢键胺化反应,以中等到良好的收率合成了一系列咪唑啉酮类化合物.

发展了碘化亚铜催化的芳基碘化物与萘胺的分子内Ullmann类型偶联反应,实现了萘胺分子内去芳构化芳基化反应,以良好至优异的收率合成了一系列3H-吲哚衍生物.

报道了一种不对称构建石杉碱甲及其类似物吡啶稠合手性双环[3.3.1]壬烷骨架的策略.该策略主要通过具有环外双键的γ,δ-不饱和β-酮酸酯的动态动力学拆分不对称催化氢化,并结合分子内芳基化反应为关键步骤来不对称构建吡啶稠合手性双环[3.3.1]壬烷骨架.依据此策略,从已知的原料出发,经5步反应以17.4％的总收率完成了石杉碱甲及其类似物核心手性骨架结构的简洁、快速不对称构建.

氮杂环丙烷在药物分子的设计合成中有广泛应用.利用电化学方法合成氮杂环丙烷的研究主要集中于富电子烯烃的底物.利用芳基碘化物介导,以邻苯二甲酰肼为氮源,在连通池中实现了缺电子烯烃的氮杂环丙烷化.高价碘稳定的氮宾及酰化羟肼可能是原位产生的活性氮源试剂,它们通过分步的过程实现三元环的构建.一系列α,β-不饱和酯、酰胺、腈和酮都可以通过这个电化学方法转化为对应的氮杂环丙烷.

在氧气氛围中,以2-芳基吲哚和N-乙酰基烯胺为原料,实现了一锅法快速构建三环吲哚啉稠环骨架化合物.该方法具有原料易得、操作简便、区域和非对映选择性较高以及环境友好等特点.机理研究表明,反应首先发生氧化去芳构化,随后与烯酰胺进行[3+2]环化反应.

准经典分子动态学模拟方法结合了经典分子动力学和电子结构理论,从原子/分子层面研究化学反应的动态机制,不但能模拟反应体系中相应产物或中间体的统计学分布,还可提供时间尺度下化学键生成/断裂的信息.密度泛函理论(DFT)计算在反应机制研究中已被广泛应用,但从准经典分子动态学角度的研究还相对较少,比如分叉过渡态的现象及其选择性、环加成协同机制中出现的分步过程以及绕过常见的中间体而直接生成产物等.这些新颖机制的研究通常需要分子动态学,有些甚至打破了传统过渡态理论的认知.综述了近年来有机化学反应机制的准经典分子动态学研究进展,强调机制中的动态学效应,旨在加深人们对有机反应机制的理解并拓宽有机化学理论.

作为多种药物和天然产物的核心骨架结构,C-3位五元螺环吲哚酮衍生物在生物医药领域具有广泛的应用前景,实现该类化合物的高效不对称合成一直是有机化学家的研究热点.综述了近年来利用催化分子内反应、分子间反应和三组分反应不对称合成C-3位五元螺环吲哚酮衍生物的研究进展,并对该领域的未来发展方向进行了展望.

自组装多肽是指能够在一定条件下,通过π-π堆积、静电相互作用等分子间作用力,形成组装体的多肽类材料.此类材料具有良好的生物相容性和可控性,能够形成颗粒、纤维和凝胶等纳米结构,发挥特定的形貌学功能,广泛应用在生物医学等领域.为了满足药物递送、疾病诊疗等需求,需要在多肽上进行修饰.由于多肽的组装特性及其自身的生物功能,修饰后的组装肽在组装能力和生物医学应用方面更具有优势,所以如何进行自组装肽的功能化修饰一直是研究热点.多肽修饰位点一般在两端的羧基和氨基,以及氨基酸侧链上的活性基团.为了降低修饰难度或避免影响目标分子的生物活性,可以通过连接单元来修饰某些功能基团.因此根据修饰方法可以分为直接修饰和间

随着有机电化学和光化学的复兴,将两者结合的新型光电协同催化有机化学成为了研究热点之一.光电协同催化广泛应用于氧化还原及偶联反应等众多反应体系.本综述总结了近5年来光电催化的最新研究进展,对反应的机理及催化剂进行了系统性的分类,总结了该类反应体系的优势和特点,并且对该研究方向的发展进行了展望.

二氧化碳(CO2)是主要的温室气体,由于人类过度使用化石资源导致大气中CO2浓度增加,进而引发全球环境问题.另一方面,CO2是一种理想的C J资源,具有安全、储量丰富和廉价易得等优点.因此如何将CO2应用于有机合成以获得化工产品与燃料,已成为当前研究热点.其中,过渡金属催化的CO2氢化反应是CO2资源化利用的重要途径,反应可以在温和条件下选择性地生成2e、4e和6e还原产物,如甲酸、甲酰胺、甲酸酯、甲醛、甲醇以及C2+醇等产物,具有广阔的应用前景,因此引人注目.系统总结了近来过渡金属配合物催化CO2加氢反应的研究进展,主要对催化剂的种类和结构、活性及其产物选择性等进行总结,并对近来所发展的与C

C-核苷与自然界广泛存在的N-核苷的结构高度类似,不同之处是C-核苷中核糖与碱基是通过碳-碳键连接的.C-核苷也可以被细胞内与N-核苷相关的酶所识别和利用,从而抑制酶促的核酸的合成或降解,进而抑制病毒或者癌细胞的增殖,用于治疗2019新型冠状肺炎的C-核苷药物remdesivir的临床应用引起人们对C-核苷合成的关注.由糖基供体和糖基配体直接偶联能高效合成芳基或杂芳基C-核苷,从核糖衍生物与有机金属试剂的反应、过渡金属催化的核糖衍生物与有机金属试剂的反应、酸催化的核糖衍生物的傅克反应三种主要合成策略总结了近年来合成芳基或杂芳基C-核苷的文献方法,每个反应类型中又分别从半缩醛核糖、核糖内酯、卤代

过渡金属催化的C—P键活化转化为有机膦化合物的合成提供了一条经济、高效的途径,近年来受到了越来越多的关注.然而由于C—P键较高的键能和P原子强的配位性能,C—P键活化一直较为挑战.采用不同的底物预活化方法和各类催化剂,过渡金属催化的C—P键活化转化已经取得了显著的进展.本综述将对该领域的发展进行总结,按照反应机理和底物预活化策略的不同,分类阐述这些反应的类型,发展、特点和机理等.

有机膦试剂在有机合成中占据非常重要的地位,有机膦化合物介导的Wittig反应、Staudinger反应、Appel反应、Mitsunobu反应发展至今在科学研究和工业生产等方面意义重大.近年来关于P(Ⅲ)/P(Ⅴ)氧化还原循环体系、催化剂的设计,实现这些反应的催化模式,避免计量R3P=O副产物的产生的研究快速发展.本综述从各个反应出发,依次介绍这些反应的催化过程的研究进展,对涉及计量R3P=O副产物的反应未来可能的发展方向进行了展望.

近十余年来,自由基化学重新焕发了生机,在合成化学和材料科学等领域取得了突破性的进展.与突飞猛进的合成方法学研究相比,人们对自由基反应的机制以及规律的研究和总结相对滞后.另一方面,自由基一直是物理有机化学领域重要的研究对象,在横跨一个世纪的研究历程中积累了大量热力学和动力学参数,但这些数据大多数都淹没在文献中,缺乏系统的汇编和整理,从而不被大多数合成化学家所熟知.本综述拟对自由基热力学和动力学定量参数进行系统的汇编和整理,以期为相关领域的理性设计与发展提供支撑数据.这些数据参数主要包括自由基稳定化能(RSE)、自由基寿命(τ)、取代基常数(σ)、亲电性指数(ω)等.以这些数据为基础,将梳理一些重

共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)是一类由轻质元素(C、O、N、B等)通过共价键构成的新型结晶多孔材料.由于其具有高比表面积、高孔隙率、高结晶度,COFs具有其它传统材料无法比拟的优点.COFs作为非均相配体负载金属离子能够实现不同类型的催化反应,且催化剂能够重复使用.总结了COFs作为非均相配体负载不同金属离子催化的有机反应最新研究进展.

质子耦合电子转移(PCET)是一类非传统的氧化还原反应,因其电子和质子转移过程具有独特的相互依赖性,这类反应表现出特殊的反应性和选择性.PCET反应在包括天然和人工系统的氧化还原过程中,如小分子活化等,起到了相当关键的作用.最近,PCET反应在有机合成中的应用引起了广泛的关注和兴趣.人们实现了通过PCET机理的X—H键(如C—H键、N—H键、S—H键和O—H键等)的活化,基于该过程合成了多种重要结构和基础骨架、获得了不同的合成砌块和天然产物.此外,通过PCET反应机理,人们不仅获得了C=Y键等多重键的还原产物,而且获得了底物之间的偶联产物.综述了近年来PCET在有机合成中的应用和发展,并且对该

五味子类植物在我国分布广泛,作为传统中药具有抗肝炎等生物活性.同时该类天然产物具有独特的多种骨架结构,因此引起广大合成化学家的关注.对近期相关五味子三萜类天然产物的全合成进行了综述.

有机氯化物已经被广泛应用到医药、农药及材料等领域.此外,有机氯化物也是重要的合成砌块,作为起始原料参与到多种反应中,例如自由基反应、取代反应以及偶联反应等,烯烃的氢氯化反应是合成有机氯化物最直接高效的方法之一,在过去三十年已经取得了很多突破性的成果.系统介绍了近三十年烯烃氢氯化反应的研究进展,按照是否涉及金属催化,主要分为无金属参与的氢氯化反应和金属催化的氢氯化反应.分别着重介绍了其相应的反应类型及相关机理,并对今后的发展方向进行了展望.

氮杂环卡宾(NHC)催化在有机催化领域占有重要地位,其催化的有机反应具有反应方式独特、反应位点丰富、底物和产物结构多样性等特点.然而,随着有机合成的深入发展,传统的、单一的催化体系在底物反应活性及反应选择性方面也逐渐面临一些瓶颈和挑战.近年来,联合催化策略通过两种单一催化体系的有效结合,能够实现单一催化体系无法实现的化学转化,从而能够更好地实现反应性及反应选择性的精准调控,逐渐成为有机合成中的重要催化策略.主要综述了近十年来氮杂环卡宾/过渡金属联合催化方面的最新研究进展.

氮杂芳环广泛存在于天然产物、药物分子、有机材料及配体中.通过选择性碳氢键官能团化的方式对氮杂芳环进行后期修饰具有重要意义.在酸性和氧化条件下,烷基自由基对氮杂芳环的加成反应,即Minisci反应,提供了一种合成烷基取代的含氮芳环的方法,传统的Minisci反应往往需要过量的氧化剂、酸以及高温,这大大限制了底物的适用范围.随着光催化在有机合成中的快速发展,近几年来多种光催化的Minisci反应被报道,并被成功应用到药物的合成中.对近年来可见光催化的Minisci反应进行了概述.

含氮化合物广泛存在于天然产物、药物分子和合成中间体中,因此在有机化合物中引入含氮官能团具有重要的意义.尽管过渡金属催化的C—N偶联反应为含氮化合物的构建提供了一种应用广泛的策略,然而需要多步预官能团化的反应底物.近年来,过渡金属催化的碳氢键胺化反应为碳-氮键的构建提供了更具原子经济性和步骤经济性的全新策略.与钯、铑等贵金属相比,铜、钴、镍等廉价金属由于地球储量丰富,更为廉价易得,且往往具有独特的催化活性,而受到广泛关注,按照廉价金属、碳氢键和胺化试剂的类型进行分类,综述了近年来铜、钴、镍催化的导向基辅助的碳氢键胺化反应研究进展,着重探讨了各种胺化试剂及其应用,并对目前该领域的局限性和发展趋势进