β- 内酰胺合成中减少碱的化学计量过量至催化量:重新审视施陶丁格反应

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Current Organocatalysis 0.9

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  β- 内酰胺作为一类重要抗生素,其合成备受关注。经典施陶丁格反应([2+2] 环加成反应)需化学计量过量碱。为解决过量碱带来的危害,研究人员开展将碱量降至催化量的研究,在 DMF 中经碱催化合成 β- 内酰胺,发现 DMF 参与提供碱性条件,实现绿色合成。

  
背景:β- 内酰胺(β-lactams)作为一类领先的有效抗生素,被发现对多种疾病具有活性,促使科学界优先开发其创新合成方法。常用的合成策略包括经典的施陶丁格反应(Staudinger reaction),该反应表现出 [2+2] 环加成反应特征,但该方法需化学计量过量的碱以有效形成产物。
目标:一种更智能、更可接受的 β- 内酰胺合成方法是将过量碱减少至催化量,从而提供施陶丁格反应的催化版本。改进后的方法可消除过量使用碱带来的危害,最终推动环境友好型合成路径的发展。
方法:基于这一假设,研究人员认可了在二甲基甲酰胺(DMF)中通过施陶丁格反应、在温和反应条件下碱催化合成 β- 内酰胺的方法。
结果:研究探索了底物范围,包括在 β- 内酰胺形成中具有吸电子和释电子取代基的底物。通过 DMF 参与为反应生成碱性条件,证明了将碱量从化学计量减少至催化量的合理性。
结论:研究假设,在碱催化反应条件下,DMF 分解可生成二甲胺,从而产生所需的碱性环境。
关键词:碱催化(Base-catalysed)、β- 内酰胺(β-lactams)、施陶丁格反应(Staudinger reaction)、[2+2] 环加成反应([2+2] cycloaddition reaction)、催化(catalytic)、抗生素(antibiotics)、DMF 活化(DMF activation)、三乙胺(tri-ethylamine)、亚胺(imine)、乙酰氯(acetyl chloride)

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