综述:Wacker氧化:天然产物合成的有力工具

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

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  这篇综述系统梳理了Wacker氧化(Wacker Oxidation)在天然产物合成中的前沿应用,重点展示了该技术通过马尔科夫尼科夫(Markovnikov)和反马尔科夫尼科夫(anti-Markovnikov)途径实现烯烃末端氧化的独特优势。文章特别关注2011-2024年间该技术在生物活性生物碱(alkaloids)、含氧杂环(oxygen-containing heterocycles)及Aza-Wacker氧化中的突破性进展,为复杂生物活性骨架(bioactive scaffolds)的构建提供了高效策略。

  

Abstract

Wacker氧化作为一种烯烃有氧氧化反应,已成为天然产物合成及非天然药物候选分子开发的研究热点。通过功能化烯烃的末端氧化,该技术以马尔科夫尼科夫和反马尔科夫尼科夫两种模式高效构建复杂分子骨架,已完成多种天然产物的全合成。其卓越的功能基团耐受性和反应独特性,为设计复杂生物活性支架(bioactive scaffolds)提供了新思路。

生物活性分子的高效构建

Wacker氧化的核心优势在于其温和条件下对烯烃的选择性氧化能力。在天然产物合成中,该反应通过PdII/CuI催化体系实现烯丙位C-H键的直接官能团化,显著简化了传统多步合成路线。特别值得注意的是,通过调控配体和氧化剂(如O2/对苯醌体系),可实现区域选择性的精准控制,这对构建含季碳中心的复杂分子至关重要。

含氮杂环的突破性进展

Aza-Wacker氧化作为经典反应的拓展,成功解决了含氮杂环(如吲哚啉、四氢异喹啉)合成的立体选择性难题。通过钯催化分子内胺化反应,可直接将烯烃转化为α-氨基酮结构单元,该策略已应用于多种生物碱(如strychnine、vincamine)的关键步骤合成。研究发现,使用手性BOX配体可实现对映选择性高达98% ee的转化。

未来展望

当前研究正致力于开发无铜共催化体系和光催化Wacker氧化等绿色工艺。特别值得关注的是,该技术与C-H活化、自由基化学的交叉融合,为构建传统方法难以实现的稠环体系(如萜类-生物碱杂合体)开辟了新途径。这些进展将持续推动天然药物先导化合物的发现与优化。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非原文信息,专业术语均按原文格式标注)

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