综述：草酸的催化应用：有机反应催化进展

《ChemistrySelect》：Harnessing Oxalic Acid: Advances in Catalysis for Organic Reactions

本综述系统阐述了草酸作为绿色高效催化剂在有机合成中的最新进展，重点介绍了其在无金属催化策略和低共熔溶剂（DES）体系中的多功能应用。文章通过详实的案例展现了草酸在构建生物活性杂环化合物方面的显著优势，为可持续化学（绿色化学）的发展提供了重要参考。

　　

Abstract

草酸作为一种天然有机催化剂，在多种反应中展现出卓越的灵活性，能有效促进复杂有机化合物的合成。其应用多样性凸显了其在现代有机合成中的重要性，涵盖范围从无金属方法合成高价值化合物，到利用低共熔溶剂（DES）实现高产率合成。本综述深入探讨了草酸的多方面催化作用，阐明其作为强布朗斯特酸在多种转化中的功能，及其在DES体系内的协同行为。文章系统展示了草酸在合成一系列具有生物重要性的杂环骨架中的实用性。未来研究可侧重于进一步优化这些反应，并探索草酸在多组分体系等有机转化中的新应用，从而巩固其在推动绿色化学发展中的关键作用。

Graphical Abstract

草酸，一种天然存在的二羧酸，已成为有机合成中一种高效、环境友好的催化剂。本综述重点介绍了草酸催化反应的最新进展，包括其在无金属方法和低共熔溶剂中的作用，强调了其在可持续化学中的多功能性和潜力。

草酸的催化特性

草酸（H₂C₂O₄）作为一种简单易得的二羧酸，其强酸性（pK_a1 ≈ 1.25）使其成为高效的质子源，能够有效活化羰基等亲电底物。在DES体系中，草酸可与氯化胆碱等氢键受体形成络合物，创造出独特的反应微环境，不仅增强了反应物的溶解度，还通过氢键网络降低了反应能垒，从而实现温和条件下的高效转化。

在杂环合成中的应用

杂环化合物是众多药物和生物活性分子的核心骨架。草酸催化在构建诸如吡唑、噻唑、喹啉等杂环体系方面表现出色。例如，在无溶剂或水性条件下，草酸可催化醛、β-酮酯和脲的三组分反应，高效合成嘧啶二酮类衍生物，产率高达90%以上。这些反应通常具有原子经济性高、后处理简单、符合绿色化学原则的优点。

绿色合成与可持续性

草酸催化的核心优势在于其绿色属性。作为源自植物的天然产物，草酸可生物降解，避免了传统金属催化剂可能带来的重金属残留问题。其在DES中的应用进一步减少了挥发性有机溶剂的使用，符合绿色化学的12条原则。研究表明，草酸催化的多组分反应（MCRs）在构建复杂分子库方面具有巨大潜力，为药物发现提供了快速、高效的合成平台。

未来展望

尽管草酸催化已取得显著进展，但其在不对称催化、光催化协同转化等领域的应用仍有待探索。未来研究可致力于开发可回收的固载化草酸催化剂，或设计新型草酸基DES系统，以进一步提升其工业应用的可行性。将草酸催化与连续流化学等先进技术结合，有望为绿色制药和精细化工开辟新的道路。

Conflict of Interests

The authors declare no conflict of interest.