综述:氯化溶剂作为有机合成替代物的应用

《Asian Journal of Organic Chemistry》:Chlorinated Solvents as Surrogates in Organic Synthesis

【字体: 时间:2025年10月27日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry 2.7

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  本综述系统阐述了氯仿(CHCl3)、二氯甲烷(DCM)和二氯乙烷(DCE)等常见含氯溶剂在有机合成中的创新应用。作者重点探讨了这些传统反应介质如何超越溶剂功能,作为替代物(surrogates)直接参与构建C-C/C-X键、环化反应及官能团转化等关键步骤,为绿色合成和原子经济性策略提供了新视角。

  
在有机合成的广阔图景中,溶剂的选择远不止是提供反应介质那么简单。传统上被归类为“惰性”环境的卤代溶剂,特别是含氯溶剂,正展现出令人惊讶的反应活性。这篇综述将带领我们探索氯仿(CHCl3)、二氯甲烷(DCM)和二氯乙烷(DCE)如何从幕后走向台前,扮演起关键反应物——即替代物(surrogates)的角色。
氯化溶剂的双重身份
通常,我们在实验室中打开一瓶二氯甲烷,想到的是它优异的溶解性和适中的沸点,是进行萃取或重结晶的得力助手。然而,在特定的反应条件下,这些分子中的碳-氯(C-Cl)键能够被活化,使得整个溶剂分子作为一个合成子(synthon)嵌入到最终产物中。这种从“背景”到“主角”的转变,不仅提高了反应的原子经济性,减少了废物排放,也为一些传统上需要复杂、昂贵试剂的转化提供了更简洁、安全的路径。
氯仿(CHCl3)的妙用
氯仿是一个典型的例子。在强碱(如叔丁醇钾,t-BuOK)存在下,它可生成二氯卡宾(:CCl2)。这种高活性的中间体能够与烯烃发生加成反应,生成环丙烷衍生物——这是构建三元碳环的重要方法。此外,氯仿还能作为C1合成子,参与构建更复杂的分子骨架。
二氯甲烷(DCM)与二氯乙烷(DCE)的贡献
二氯甲烷和二氯乙烷同样不甘示弱。它们除了作为常用溶剂外,在过渡金属催化(如钯催化,Pd-catalyzed)的反应中,有时会意外地发现它们提供了反应所需的氯源或碳骨架。例如,在某些交叉偶联反应中,DCM可能作为甲基(-CH3)或氯原子(Cl)的来源,避免了使用更具毒性的试剂如碘甲烷(CH3I)或光气(COCl2)的代用品。
总结与展望
将常见的氯化溶剂开发为反应替代物,是合成化学领域向着绿色化、步骤经济化迈进的一个巧妙策略。它提醒我们,有时宝藏就藏在眼前。通过深入理解这些溶剂的反应潜能,我们不仅能优化现有合成路线,还可能开辟出全新的转化模式,为药物合成、材料科学等领域带来更多创新可能。未来的研究将继续挖掘这些“熟悉陌生人”的潜力,推动有机合成艺术的边界。
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