研究室工作进展 Nov. 17th, 2015
Transition-Metal-Catalyzed Cleavage of C−N Single Bonds
Kunbing Ouyang, Wei Hao, Wen-Xiong Zhang,* and Zhenfeng Xi
Chem. Rev. 2015, 115, 12045-12090.
碳-氮键作为常见的化学键，广泛存在于有机小分子和生物大分子中。在许多有机基本反应和生命化学过程中，碳-氮键的切断和形成都扮演着非常重要的角色。过渡金属催化的惰性化学键活化，如碳-氢键，碳-碳键和碳-氧键活化，因选择性好，反应条件相对温和，官能团容忍性较好而在近年来受到广泛关注。然而，由于碳-氮键相对较高的解离能及含氮化合物（如胺类）自身相对较高的稳定性，过渡金属催化的碳-氮键活化与应用研究相对较少。但碳-氮键一旦经过渡金属激活以后，可以被选择性切断形成优秀的碳源和氮源，碳源可以构建新的C-B, C-H, C-P, C-C, C-S, C-O等化学键，氮源可以构建新的N-H, N-C, N-B, N≡N等化学键, 并且碳源和氮源可以重组高效构建新的含氮化合物。因此，近五年来，过渡金属催化的碳-氮键活化创造新功能有机化合物逐渐成为有机化学和金属有机化学中一个热门研究领域。
我们在金属催化或促进的碳-氮键活化领域展开了深入研究。例如，利用本实验室发展的环戊二烯-膦配体，经s-键复分解有效地实现了二级胺和三级胺的碳-氮键活化（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20230-20233; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14533-14537; Chem. Eur. J. 2014, 20, 2605-2612.）；利用环张力策略，有效地实现了碳二亚胺分子中碳-氮键的切断并高效构建含氮杂环化合物（J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15108–15109; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2926-2929; Chem. Eur. J. 2013, 19, 10643-10654; Chem. Eur. J. 2014, 20, 2463-2468; J. Org. Chem. 2014, 79, 11146-11154.）。
最近，我们撰写的综述文章“Transition-Metal-Catalyzed Cleavage of C−N Single Bonds”在Chem. Rev.上发表。该文以多种含氮底物和反应历程为主线，系统总结了不同过渡金属催化的碳-氮键活化反应，展望了过渡金属催化碳-氮键活化和应用的发展趋势。