综述:酮烯的不对称催化转化

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:European Journal of Organic Chemistry

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  这篇综述系统梳理了酮烯(ketenes)作为累积烯烃(cumulenes)在不对称催化(asymmetric catalysis)中的突破性进展,涵盖氢官能化(hydrofunctionalization)、双官能化(difunctionalization)及[2+n]环加成([2+n]-cycloaddition)等反应类型,为合成化学、材料科学和药物医学(medical chemistry)提供了方法论启示。

  

酮烯的独特性质与催化潜力

酮烯(ketenes)作为含有累积双键(C=C=O)的高活性中间体,其线性结构和极性π电子体系赋予其独特的反应性。这类化合物可通过[2+n]-环加成([2+n]-cycloaddition)快速构建杂环骨架,或通过氢官能化(hydrofunctionalization)引入手性中心,成为不对称催化(asymmetric catalysis)的理想底物。

不对称氢官能化:构建手性分子的核心策略

近年来,酮烯的氢官能化反应取得显著进展。例如,铜(Cu)或铑(Rh)催化的不对称氢烷氧基化反应,能以>90%对映选择性(enantioselectivity)生成α-手性酯类化合物。关键突破在于手性配体(如BINAP或PHOX)的精准设计,通过空间位阻控制过渡态构象,实现质子化步骤的区域选择性。

双官能化与环加成:复杂骨架的高效合成

酮烯的双官能化(difunctionalization)可通过串联反应同时引入两个官能团,如硫醚-胺类化合物的立体选择性构建。而[2+2]-环加成([2+2]-cycloaddition)则广泛用于β-内酰胺抗生素母核合成,其中氮杂环卡宾(NHC)催化剂通过极性反转策略活化酮烯的β-碳位点。

跨学科应用与未来展望

酮烯化学的进展已渗透至材料科学(如手性聚合物单体合成)和药物研发(如抗肿瘤前体分子库构建)。未来研究需解决催化体系对空气敏感性问题,并开发更廉价的过渡金属催化剂(如Fe或Ni基体系),以推动工业化应用。

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