FAD催化的有机化学反应新进展论文

FAD催化的有机化学反应新进展论文有机反应中的“绿色、高效。稳定及对反应的高选择性”是化学家们不懈追求的目标，因此“绿色试齐U”引起了化学家的广泛关注。催化齐U在有机反应中发挥着重要作用，由于催化齐U的存在使化学反应变得简单易行，对促进有机化学反应的发展起到了重要的作用。自然界存在着很多重金属，如锌。镉。铜。铅。钯。铑等，由于其毒性及昂贵的价格限制了大规模的应用。而铁在地球上储量丰富，三氯化铁是最常见的化合物之一，为叶状或黑棕色结晶，熔点306°C，沸点3191，易与水互溶，水溶液呈酸性，绿色环保，且价廉易得。三氯化铁在有机合成中得到了广泛的应用，对有机反应有良好的催化效果，它可以活化C一C单键。催化Michael加成反应。SQnQgaShira交叉偶联反应。环化反应。Barbier偶联反应。糖基化反应。多组分反环化。分子内酯生成等，由它催化的反应具有高的区域和立体选择性。三氯化铁催化的有机反应近年来得到快速发展，本文中，笔者对近年来的研究情况作了总结。1取代反应1.1亲核取代分子间的烯丙基胺化是获得烯丙基胺类化合物最简单的方法之一。常使用烯丙基醇衍生物为原料进行分子间的胺化反应，得到相应的烯丙基胺类化合物，副产物是水。此方法虽具有环境友好。可持续。操作简单等优点，但使用烯丙基醇存在羟基的离去功能较差和需要耐水催化剂的问题。2012年，Trillo等报道了以三氯化铁为催化剂，烯丙醇和含氮亲核试剂在1，4—二氧六环中，25°C条件下反应24h，得到相应的产物3。在有机合成中醚的C一0键断裂形成C一C键和C一x（杂原子）键的.方法倍受人们青睐。与相应的卤化物相比醚具有稳定。绿色和廉价的特点，并且其广泛存在于天然产物和合成化合物中。2013年，Fan等报道了三氯化铁催化苄基甲基醚或（1—甲氧基乙基）苯与对甲苯磺酰胺的反应，发生C一0键的断裂和C一N键的形成，得到相应的产物6。1.2亲电取代吲哚是生物有机化合物和天然产物中重要的结构单元，并且吲哚衍生物在构建药物分子上越来越受化学家的关注。例如：镍催化下3—氰基吲哚与炔烃反应得到2—乙烯基吲哚化合物；钯催化吲哚与炔分子内加成反应得到相应的烯基化吲哚产物等。2012年，Yang等[报道以三氯化铁为催化齐lj，吲哚衍生物和醛在室温条件下反应3h可得到3—乙烯基吲哚类化合物，产率可以达到93C。1.3Friedel—Crafts亲核取代反应有机膦酸盐特别是乙烯基膦酸酉旨具有显著的生物活性，而且能够很好地构建杂环化合物和增加聚合物的阻燃性，因此受到广大化学工作者的重视。2013年，Pallikonda等报道了以三氯化铁为催化剂，磷酸盐（10）和芳烃在70C条件下反应312h，高收率地得到相应的y—芳基取代的乙烯基膦酸盐（12）。2加成反应1.1亲核加成以水为介质的有机化学反应，具有对环境友好的特点。自从Breslow？报道了以水为介质的Diels—Alder反应以来，出现了越来越多的以水为溶剂的有机化学反应，在这个反应中，水溶齐lj比常用的有机溶剂更有利于反应的进行。2012年，ChakmbQrty等报道了以三氯化铁为催化剂，锌促进二氢呋喃或二氢吡喃烯丙基化反应，在水溶液中室温条件下反应2h，得到相应的烯丙基化产物15。2.2[3+2]环加成反应近年来，路易斯酸促进环丙烷衍生物的[3+2]环加成反应广泛用于有机反应。2012年，Wang等[23]发现三氯化铁可催化二甲基—2—烯基环丙烷—1，1—二羧酸二甲酯衍生物与异氰酸酉旨的反应，反应在室温条件下进行，得到相应的产物18。3氧化还原反应3.1氧化反应酰胺是生物和化学中的一类重要化合物，它广泛存在于生物体内，是肽键的重要组成部分，并且也是有机化学中重要的基团。近年来，生物学家和化学家对它进行了广泛的研究。2012年，Das等？以FeCl3为催化剂，I—2，2，6，6—四甲基哌啶氧化物为氧化剂，在二氯乙烷中催化醇生成相应的酰胺，NH20H？HCl作为氮的来源，90C条件下反应，收率较高。2012年，WU等[25]报道了以三氯化铁为催化齐lj，叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧化齐lj，在吡啶溶液中催化氧化苄胺，80C条件下反应，得到相应的酰胺（22）。3.2还原反应胺基（包括一级。二级。三级胺基）广泛存在于自然界中具有各种生理活性的天然产物中，如生物碱。激素。抗生素和蛋白质等，因此S安基的还原备受人们青睐。2012年，QU等[26]报道了以三氯化铁为催化剂，9—硼二环（3，3，1）壬烷（9—BBN）为还原剂，胺与4—甲基环己酮在四氢呋喃中，10C条件下反应，得到产物25和26。烯烃还原反应是有机化学中重要的反应，并且烯烃在有机合成中的应用极其广泛。2012年，Lamani等[27]报道了在三氯化铁的催化下，选择性催化还原烯烃和炔烃，水合肼（NH2NH2？H20）作为氢源，室温条件下反应，获得了较高的产率。4环化反应3.3Prins环化反应近年来，联烯的环化反应作为有效合成环状化合物的方法得到了广泛的应用，同时，利用烯烃和炔烃作为底物的Prins环化反应巳成为合成杂环化合物的强大工具。2012年，Cheng等（8]报道了用三氯化铁催化P—横酰丙二烯或联烯醇与醛Prins环化，三甲基氯硅烷（TMSC1）存在的温和条件下，在二氯甲烷中反应，合成了3—氯甲基—1，2，5，6—四氢吡啶或3—氯甲基—5—1，6—二氢—2H—吡喃衍生物（31）。3.4分子内环化反应含氮杂环化合物广泛存在于药物和天然产物中，是生物活性分子中最重要的结构单元。例如：喹啉及其衍生物广泛存在于天然产物。药物化学和材料化学中，并发挥了重要的作用。由于杂环化合物的重要性，发展新的。高效的。反应条件温和的合成方法仍然是一个活跃的研究领域。2012年，Wang等（9]报道了以三氯化铁为催化剂，室温条件下在二氯甲烷中，E保护的1—烯—3—醇（33）进行分子内烯丙基胺化反应，得到相应的2—或4—取代的1，2—二氢喹啉（32）和喹啉（34），产率可以达到96C。3.5其他环化反应茚广泛应用于生物分子。催化剂和材料中，它的合成方法引起了化学家的广泛关注。2012年，Liu等研究了以三氯化铁为催化剂，在硝基甲烷中N—苄基或N—烯丙基磺胺与芳基烯烃反应，形成具有非常高的区域选择性的多取代的茚（37）。—吡啶酮以及它的四氢和桥联类似物广泛存在于天然化合物中，且广泛应用于化工。医疗和材料科学中。2—吡啶酮的衍生物可用于黄青霉菌株。卵孢白僵菌素以及相关的代谢物中。2012年，SengUpta等（1）报道了以三氯化铁为催化剂，乙酰苯胺和醛类化合物在二氯甲烷中，硫酸镁存在条件下室温反应812h，得到相应的1，2，3，4—四氢—2—吡啶酮（40和41）。近年来，一些研究小组报道了含氧族元素杂环的合成方法。由于氧族杂环的潜在生物活性和药理活性以及在新功能材料的应用，它丨I']还被广泛用于电催化化学。有机电极材料。半导体电极以及轻型电池中，因此它们的合成引起了化学家的极大兴趣。2013年，Stein等报道了以三氯化铁/二硒醚体系可催化2—硫族—3—炔基噻吩环化得到相应的产物44。9，10—菲醌（PQ）被广泛用于合成染料。农药。防腐剂及金属络合物中。通常情况PQ进行2种类型的反应）与电子给体的双电子氧化还原反应；2）与活性亚甲基化合物的羟醛缩合反应。2012年，Rao等报道了三氯化铁催化PQ与酮类化合物在室温下反应24h，得到相应的产物47和48。4多组分反应4.1多米诺（Domino）反应近年来多米诺反应巳经成为一个强大有效的合成有机化合物的方法。在2012年，Zhang等报道了以三氯化铁为催化齐lj的多米诺反应，芳胺。丙炔酸甲酯。芳族醛和吲哚在乙醇中，在室温下反应，高产率地得到相应的产物51。4.2Bignelii反应Bignelii反应是一个三元缩合反应，是由乙酰乙酸乙酯。芳香醛和脲在浓盐酸催化下缩合得到3，4—二氢嘧啶—2—酮衍生物的合成方法。二氢嘧啶酮类化合物具有重要的药理活性，如可用作钙拮抗剂和降压剂等，并在抗病毒。抗癌。杀菌。杀霉等领域有广泛的应用。因此Biginelii反应得到了化学家的广泛关注。该反应需要在催化齐U存在下进行，用路易斯碱和路易斯酸的组合来提高反应性和推动发展新的化学反应具有彳艮高的价值和潜力。2013年，Boumoud等报道了以FeCl3/DMAP（4—二甲基氨基吡啶）为催化剂，芳香醛和严酮酸酯和尿素在乙醇中回流发生Bignelii缩合反应，得到相应的产物55，产率较高。5结语综上所述，三氯化铁作为催化齐U在有机化学反应中得到了广泛的应用，并且已经成为有机反应中催化领域研究的，点。三氯化铁作为催化齐U具有绿色环保。操作简单。用量少。催化的反应收率高。选择性好等优，点。三氯化铁作为催化齐U在有机化学中的快速发展已经得到证实，然而随着有机化学反应的快速和研究的深入，三氯化铁作为催化齐U在有机合成中的应用会更加值得关注。