ACS Catal综述：羧酸作为分子内导向基进行有机合成

纳米技术

2021-03-20

C-H键官能团化的选择性在目前有机合成领域非常重要，因为在有机分子中C-H键的含量最丰富，是有机分子中占比最大的化学键。虽然近些年间C-H键活化领域得到了长足的发展，该过程中仍面临着一些挑战。人们发现羧基能够作为C-H键催化反应的类似，同时能由于羧酸转化能够避免额外使用导向基团，而且底物中的羧酸基团能够转化为其他各种官能团。有鉴于此，印度理工学院孟买校区Debabrata Maiti等综述报道了羧酸官能团辅助有机分子转化，以及其在合成复杂结构分子中的应用。而且，羧酸基团能够进一步转化为各种基团，实现非常广泛的反应种类。这种羧酸基团辅助同时不进行羧基脱除，能够帮助学术界、工业界的相关研究者。

本文要点：

（1）

与传统的导向官能团辅助安装导向基方法区别，通过芳基/脂肪基羧酸分子本身具有的羧酸基团作为导向基，该过程的C-H键功能团修饰能更好的进行，降低反应所需步骤、提高原子经济性。目前通过分子内羧酸导向基团能构建C-C、C-N、C-O、C-X化学键，能够兼容到Pd(II)、Rh(III)、Rh(II)等过渡金属作为催化剂。这种弱配位效应同样能够实现配体调控金属催化区域选择性C-H键官能团化反应，比如能够实现多个基团取代的反应，一些反应中能够通过两步过程在同一个分子中安装两种不同烯烃官能团，一些例子中实现了远程C-H键官能团化反应。

（2）

此外，目前羧酸官能团导向惰性C(sp³)-H键活化受到关注，比如能够对脂肪酸的β-、γ-位点构建C-C、C-O键，一些报道中发现合适的配体、碱金属碱能够驱动此类反应，目前相关报道仍处于早期。由于羧酸广泛的结构，这种以羧酸作为分子内导向基的方法能够提供一种在成本上具有优势、过程简单的方法合成复杂结构有机分子。

参考文献

Jayabrata Das, Dibya Kanti Mal, Suman Maji, and Debabrata Maiti*, Recent Advances in External-Directing-Group-Free C–H Functionalization of Carboxylic Acids without Decarboxylation, ACS Catal. 2021, 11, 4205–4229

DOI: 10.1021/acscatal.1c00176

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c00176