综述:1,2,3-三唑烯(MICs)促进的有机催化:产生差异的卡宾

【字体: 时间:2025年09月12日 来源:Chemical Society Reviews 39

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  本综述系统梳理了1,2,3-三唑烯(MICs)作为新兴有机催化剂的研究进展。文章重点比较了MICs与传统氮杂环卡宾(NHCs)在催化特性上的差异,强调了其更强的σ供体能力、抗二聚特性以及在中性Breslow中间体(BI)、去质子化BI(BI?)、酮基自由基(KR)和酰基唑鎓(AA)等关键反应中间体形成中的独特优势,为开发新型绿色催化体系提供了重要参考。

  

非典型卡宾催化剂的崛起

在有机催化领域,氮杂环卡宾(NHCs)长期以来占据主导地位,通过形成Breslow中间体(BI)、去质子化BI(BI?)、酮基自由基(KR)和酰基唑鎓(AA)等关键中间体驱动多种转化。然而传统NHCs在催化过程中面临反应效率、选择性和稳定性等方面的挑战,这促使科学家将目光投向其结构类似物——1,2,3-三唑烯(MICs)。

MICs的独特分子特性

作为NHCs的“表亲”,MICs展现出显著增强的σ供体能力,使其更易与亲电试剂发生作用。更重要的是,MICs完全避免了NHCs常见的二聚化问题,这种固有的单体稳定性为其在催化应用中的持久活性提供了结构基础。电子结构的微调还使其在保持强亲核性的同时,对空气和湿度的稳定性得到改善。

催化机制中的关键中间体

MICs通过与传统NHCs相似却又独具特色的反应路径推动转化:与醛类化合物形成中性Breslow中间体(BI),该中间体可进一步去质子化生成高反应性的BI?;在单电子转移过程中产生持久性优异的酮基自由基(KR);与酰化试剂作用则生成多功能酰基唑鎓(AA)。这些中间体的独特反应性大大拓展了MICs在有机合成中的应用边界。

合成应用全景展望

研究表明,MICs可高效催化包括醛的极性反转反应、分子内环化、交叉偶联以及不对称合成在内的多种重要转化。其卓越的催化性能特别体现在需要强供电子催化剂的反应中,例如惰性化学键的活化及手性分子的构建。这些反应通常条件温和、底物普适性广,且无需金属参与,符合绿色化学发展理念。

未来发展与挑战

尽管MICs催化已取得显著进展,其在规模化合成、催化剂回收利用以及手性版本开发等方面仍存在提升空间。未来研究需要深入解析中间体的精细结构、反应动力学特性以及催化剂结构与性能的构效关系,为设计新一代高效有机催化剂提供理论指导。

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