综述:以4-氰基吡啶作为吡啶化试剂实现烯烃或环丙烷的三组分双官能团化

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry 2.7

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  这篇综述系统阐述了4-氰基吡啶(4-CNP)作为自由基型吡啶化试剂在多组分反应(MCR)中的应用进展,重点分析了其通过C─C/C-杂原子键构建含吡啶核心复杂分子的策略,为药物化学和天然产物合成提供了高效方法学参考。

  

Abstract
吡啶骨架作为重要杂环结构,广泛存在于天然产物、药物分子和手性配体中。近年来,基于自由基化学的4-氰基吡啶(4-CNP)因其独特的反应活性,已成为构建复杂吡啶衍生物的高效工具。

反应机制与分类
4-CNP在光/氧化还原催化条件下可生成吡啶基自由基,通过三种关键路径参与转化:

  1. 烯烃双官能团化:4-CNP与烯烃底物经自由基加成-偶联串联反应,同步引入吡啶基与氰基(─CN)或其他官能团,典型实例包括镍催化下与芳基硼酸的C(sp2)─C(sp3)偶联。
  2. 环丙烷开环吡啶化:张力环体系在自由基引发下发生选择性C─C键断裂,4-CNP作为亲核试剂参与形成γ-吡啶取代酮类化合物。
  3. C-杂原子键构建:铜催化体系中,4-CNP与胺类或硫醇通过单电子转移(SET)形成C─N/C─S键,拓展了吡啶衍生物的结构多样性。

应用前景
该方法在药物分子后期修饰中展现出显著优势:

  • 可一步构建抗结核药物吡嗪酰胺类似物的吡啶骨架
  • 通过三组分反应合成含吡啶基的EGFR抑制剂关键中间体
  • 为天然产物(±)-actinodaphnine的仿生合成提供新策略

挑战与展望
当前研究仍存在区域选择性控制和手性诱导不足等问题。未来开发不对称催化体系及拓展4-CNP在生物正交反应中的应用将是重点方向。

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