Page 62 - 《精细化工》2021年第9期
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·1776· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
图 29 合成萜类衍生物和 β-胆固醇衍生物
Fig. 29 Syntheses of terpenoid derivatives and β-cholesterol derivatives
鲁斯可皂苷元衍生物和雄甾烷衍生物在铁配合 毒药物，分子内含有多个诸如芳基和烷基碳氢反应
物〔[Fe(qpy)(MeCN) 2 ][ClO 4 ] 2 〕的催化下，可选择性 位点，可进行碳氢键后官能团化。通过该策略实现
地进行分子内胺化反应 [67] 。鲁斯可皂苷元衍生物Ⅷm 分子的直接衍生将大大提高活性分子发现的效率，
在氨基磺酸酯的 β 位直接胺化，生成了具有 S 构型 加速整个新药研发过程。
的五元环化合物Ⅷn，产率为 78%。该反应同样适用 当今中国国内过渡金属催化碳氢键后官能团化
于六元环的合成，雄甾烷衍生物Ⅷo 在氨基磺酸酯 研究同国外相比还存在一定差距。主要体现在对新
的 γ 位插入了胺基基团，生成了具有 R 构型的化合 型催化剂的研究开发上。国外在新型催化剂的研发
物Ⅷp，产率为 70%（见图 30）。 上占据优势，拥有更多样的催化剂和配体选择库。
中国在过渡金属催化碳氢键活化方面起步略晚于西
方。但近年来，在国家政策的支持下，中国的自主
研发能力取得了突破性进展。例如高效手性螺环催
化剂的发现，带来了全世界在手性催化合成领域的
变革。
总体来看，过渡金属催化碳氢键后官能团化的
策略依旧面临着许多挑战，如非对映体和区域选择
性、位置及导向基团特异性等。目前，仍需继续寻
找能催化单一手性的催化剂，降低现有催化剂的合
成成本，使得该方法真正运用到工业发展中。在未
图 30 合成鲁斯可皂苷元衍生物和雄甾烷衍生物 来的研究中，发展更加高效、可循环利用的、后处
Fig. 30 Syntheses of spirost-5-ene derivative and androstane 理简单的催化体系是碳氢键活化的重要任务。
derivative
参考文献：
在生物活性分子形成 C—O 键和 C—N 键的衍
[1] CRABTREE R H. Alkane C—H activation and functionalization
生中，利用过渡金属参与催化后官能团化的策略， with homogeneous transition metal catalysts: A century of progress-a
可以提升原子利用率、提高反应效率，更加符合现 new millennium in prospect[J]. Journal of the Chemical Society,
代绿色化学的要求。 Dalton Transactions, 2001: 2437-2450.
[2] WENCEL-DELORD J, GLORIUS F. C—H bond activation enables
the rapid construction and late-stage diversification of functional
4 结语与展望 molecules[J]. Nature Chemistry, 2013, 5(5): 369-375.
[3] BERKOWITZ J, ELLISON G B, GUTMAN D. Three methods to
本文总结了多种生物活性分子，如多肽、甾体、 measure RH bond energies[J]. Journal of Physical Chemistry, 1994,
萜类、激素等，在各类过渡金属配合物的催化下， 98(11): 2744-2765.
[4] COLBY D A, BERGMAN R G, ELLMAN J A. Rhodium-catalyzed
实现区域选择性和化学选择性的碳氢键后官能团 C—C bond formation via heteroatom-directed C—H bond activation[J].
化。认识到在碳氢键后官能团化的策略中，导向基 Chemical Reviews, 2010, 110(2): 624-655.
[5] YEUNG C S, DONG V M. Catalytic dehydrogenative cross-coupling:
团的存在、配体的选择以及过渡金属催化剂的使用 Forming carbon—carbon bonds by oxidizing two carbon—hydrogen
对碳氢键的活化有着十分重要的影响。在当今新冠 bonds[J]. Chemical Reviews, 2011, 111(3): 1215-1292.
病毒全球蔓延的局势下，抗病毒药物的研发迫在眉 [6] KIM K E, ADAMS A M, CHIAPPINI N D, et al. Cyanthiwigin
natural product core as a complex molecular scaffold for comparative
睫。过渡金属参与催化碳氢键后官能团化策略的应 late-stage C—H functionalization studies[J]. The Journal of Organic
用可以加快生物活性分子的多样化衍生,让快速构 Chemistry, 2018, 83(6): 3023-3033.
3
2
[7] LI B J, SHI Z J. From C(sp )—H to C(sp )—H: Systematic studies
建结构复杂、功能多样的候选药物库成为可能。如
on transition metal-catalyzed oxidative C—C formation[J]. Chemical
阿札那韦、瑞德西韦、氯喹和阿比多尔等潜在抗病 Society Reviews, 2012, 41(17): 5588-5598.
