综述:有机合成中的硫属元素键催化

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry

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  (编辑推荐)本篇综述系统阐述了硫属元素键(ChB)催化在有机合成中的独特优势:可调控极性、强方向性和灵活的结合/解离特性,为开发绿色高效的非共价键催化(如氢键H-bond、卤键XB、π···π作用)提供了新思路。

  

硫属元素键催化的崛起
近年来,非共价相互作用催化因其温和的反应条件和高效性成为有机合成领域的研究热点。与传统金属催化相比,氢键(H-bond)、卤键(XB)和π···π相互作用等策略显著降低了反应毒性。其中,硫属元素键(Chalcogen Bonding, ChB)凭借硫族元素(S/Se/Te)独特的σ-空穴效应,展现出可调的极性和1方向性优势,成为催化C-X键活化的新兴工具。

机制解析与结构特性
ChB催化核心在于硫族原子与电子给体形成的[Ch···X]?相互作用。以Te为例,其σ*轨道能有效极化底物键级,加速亲核取代反应。实验证实,含苯并噻唑骨架的ChB催化剂可通过[Te···O]键(键能≈15 kJ/mol)稳定反应中间体,较同类氢键催化剂效率提升3倍。

应用场景突破
在不对称合成中,手性硒醚催化剂通过[Se···N]键诱导对映体选择性(ee值>90%)。值得注意的是,ChB与过渡金属协同催化(如Pd0/Te共催化)可实现芳基碘化物的常温偶联,收率达92%。

未来挑战
当前ChB催化仍面临溶剂效应敏感性问题,且重硫族元素(如Te)的潜在毒性需通过分子设计规避。开发可见光驱动的ChB光催化剂或将成为下一代绿色催化的重要方向。

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