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研究生课程论文

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2015 年 1 月 12 日

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浅谈有机化学的研究进展 陶月红 理学院 化学 2014111004

南京农业大学教务处制

浅谈有机化学的研究进展

理学院 2014111004 陶月红

摘要：本文综述了中国大陆地区有机化学研究人员2011至2012年两年内在合成方法学领域获得的重要成果。文章中共引用参考文献50篇，其中30多篇手性金属配合物和有机小分子催化的不对称反应、金属催化的碳氢键活化等合成方法学论文 。本文汇集了中国有机化学家两年中合成的30多个不同物质。 关键词：有机化学 合成方法学 有机合成

有机化学是化学科学中一个十分重要的二级学科，也是与人类日常生活联系最紧密的化学分支，其发展与人类社会的发展息息相关。近年来，在国家科技政策和科研经费的支持下，我国有机化学事业得到了长足发展，有机化学相关领域研究队伍不断壮大(如，全国有机化学学术研讨会的参会人员数已由十年前500多人发展到超过2000人)，研究工作水平不断提高，在国际顶级学术刊物上发表研究论文数迅猛增加(几乎每期国际一流化学期刊上都有中国有机化学家的论文刊登)。同时，也有越来越多的中国有机化学家被邀请担任国际顶级学术刊物的地区主编和编委，国内的有机化学期刊也开始得到重视。从近期学术论文发表情况看，我国有机化学的各分支学科存在发展不平衡的问题，工作主要集中于有机反应和合成方法学的研究。我国有机反应和合成方法学研究始终保持强盛的发展势头，但原创性、实用性工作仍旧有限。有机合成化学得到了发展，但主流观念和思路还停留在首次合成上。在元素有机化学中我国有机氟化学一支独秀，其他元素有机化学需要加强。中国天然产物化学研究工作突飞猛进，成为发现新化合物分子的主力。通过对我国有机化学学科2011～2012年发表的研究结果进行系统检索，本文对有机反应和合成方法学、有机合成化学、元素有机化学和天然产物化学等有机化学研究领域的学术进展做一个简要总结。 1 有机反应和合成方法学

有机反应和合成方法学是有机化学的基础，历来受到有机化学家的重视。有机化学发展过程中曾经出现许多以发现者名字命名的人名反应，使这些化学家名垂青史。在我国除黄鸣龙外，尚未有其他有机化学家获此荣誉，故在近30 年来， 有机反应和合成方法学在我国有机化学界受到越来越多的重视。在我国有机化学界，从事有机反应和合成方法学的化学家人数和各种资源占有半壁江山，导致我国在国际一流学术刊物上发表的论文多为有机反应和合成方法学内容，为此本文 也仅能收录刊登在《J．Am．Chem．Soc．》和德国《Angew．Chem．Int．Ed．》上的成果。国际上流行的热点研究领域，如金属催化的不对称反应、交叉偶联反应、碳氢键活化反应、有机小分子催化反应等，我国有机化学家不仅几乎全部涉足，而且人数比例和发表论文的数量均占有重要地位。只要美国化学家能开辟一个新领域，我们就会使这一领域成为论文发表的热点领域。我国有机化学家在有机反应和合成方法学研究领域的影响力日新月异，如2012年10月，北京大学施章杰承办了第一届碳氢键活化国际学术研讨会，并担任大会主席。无论如何，与西方国家的有机化学家，特别是美国化学家相比，我国的研究工作思路和成果还 是属于跟踪的多，自己独创的少。《J．Am．Chem．Soc．》创刊125周年列举的125篇有影响的文章中，来自我国的仅为黄鸣龙先生于20世纪40年代发表的论文，足以说明我国还是缺乏真正有影响的独创性研究成果。我国有机反应和合成方法 学研究领域的特点是人数众多，仅从事金属有机化学的人员就已超过千人;另一特点是发展均衡，在国际一流刊物上发表学术论文的作者既有我国著名科研院所

和高等院校的院士、教授，也有许多普通高校名不见经传、刚涉足其间的青年学者。总之，有机反应和合成方法学是我国有机化学界最有希望从跟随者变为领跑人的领域，但道路还很长，还需要加倍努力。 1.1金属参与的反应和合成方法学

金属有机化学自20 世纪70 年代以来在国际上得到迅速发展，所发展的反应涉及有机化学的各个领域，并发展了很多新型的合成反应，该领域有机化学家多次获得诺贝尔奖化学奖。本文主要综述了2011～2012年我国在碳氢键活化、加成环合反应、偶联反应、过渡金属催化氟化反应、惰性小分子CO2活化以及金属催化不对称合成反应等方面的进展。

1. 1. 1 碳氢键活化将惰性的碳氢键直接转化

为碳碳键或碳杂原子键一直是有机化学家们想要实现的目标之一，也是近年来有机方法学研究的热点领域，并且已经取得了一些可喜的成果。碳氢键活化研究中

［1～5］

最具挑战性的工作是非活化的烷烃碳的碳氢键活化。我国当前取得的大部分成果多属于活化的烯烃或烯丙位碳的碳氢键活化。施章杰等［6～8］报道了不同金属催化的碳氢键活化反应，通过吡啶作为导向基团在铑催化下碳氢键活化与亚胺进行加成，得到碳碳键偶联的产物(式1)［9，10］。焦宁等［11］利用钯催化碳氢键活化

［12，13］

实现了以DMF为氰源的直接氰基化。刘国生等报道了钯催化下活性烯烃的芳基烷基化反应，实现了苯胺与乙腈的双碳氢键断裂(式2)。张前等［14］也报道钯催化苯胺的碳氢键胺化反应，该反应可能经历高价钯中间体形成碳氮键。雷爱文等［15］

利用两次钯催化碳氢键活化，在常压CO氛围下进行羰基化，高效合成了含氧杂蒽酮结构单元的分子(式3)。

关正辉等应用类似的碳氢键活化策略，通过两次CO插入，实现了芳基的羰基化，合成了靛红酸酐(式4)。黄汉民等［17］在钯催化下，通过自由基活化苄位碳氢键形成苄基钯物种，对CO加成得到酯类产物(式5)。此外，刘磊等［18］通过钯催化苯酚导向的碳氢键活化合成二苯并呋喃。麻生明等［19］报道了钌催化联烯的氢芳基化反应，反应通过苯甲酰胺导向的碳氢键活化进而对联烯进行加成而实现。除了钯钌等贵金属催化的碳氢键活化外，利用相对廉价的铜、铁等金属实现碳氢键活化也受到很大关注。焦宁等［20］实现了铜催化苯胺的邻位碳氢键活化而引入叠氮基(式6)，该反应可能经历的是一个单电子转移过程。

［16］