氮-杂环卡宾在有机反应中的进展

摘要:最近几年，有机化学在氮杂环卡宾的合成、应用等方面取得了突破性进展，由氮杂环卡宾催化的反应引起广泛的关注。

关键词：氮-杂环卡宾，有机，合成，不对称催化，六元内酯，内酰胺。

一．文献综述

N-杂环卡宾（NHC）是含氮杂环的碳卡宾，Arduengu等科学家在1991年第一次分离出来游离的NHC，从此有关NHC的研究和应用一直受到化学界的极大关注，由于氮杂环卡宾具有催化效率高、选择性好和催化性能优异等特点，所以NHC的合成、催化反应和应用等方面的研究都得到了快速发展。氮杂环卡宾催化的反应主要有5类，分别是：安息香缩合反应、setter反应、催化alpha;,beta;-不饱和醛与各种亲电试剂的反应、催化的亲核取代反应、参与的多组分反应。此处主要研究它能够有效的催化醛的反应，由于不饱和烯醛带有可离去基团而使得此类物质具有特殊的反应性能，即在NHC催化下的alpha;,beta;—不饱和烯醛的反应有一个很重要的中问体，即烯醇盐（enolate）中间体，该中间体能够与氮杂或氧杂二烯体进行[4 2]环加成反应，生成具有手性中心的六元内酯或内酰胺。

1.氮杂环卡宾的简单介绍

1.1 氮杂环卡宾在有机催化中的研究进展

氮杂环卡宾最早的研究要追溯到19世纪。1832年，Wohler和Liebig首先发现氰根负离子(CN^_)可以催化苯甲醛的安息香缩合反应。1903年,Lapworth对其催化机理做了详细的研究，认为一分子的苯甲醛在氰根负离子的催化下,羰基碳原子由传统的正电性转变为负电性(即醛基的反应极性发生了翻转),进而对第二分子的苯甲醛进行亲核加成，最终得到产物安息香。1943 年, Ukai等发现在生物体内以辅酶形式催化了很多重要生物化学反应的维生素B1。由于氮杂环卡宾与氰根负离子类似,也可以催化苯甲醛的安息香缩合反应,而且该反应操作简单,污染小,对人体无毒害,因此可成为氰化物的最佳替代试剂。随后,化学家对氮杂环卡宾催化该反应的机理进行了深入的研究和激烈的讨论。直到1958年,Breslow在Lapworth和Mizuhara工作的基础上,对氮杂环卡宾催化的安息香缩合反应做了详细的研究并提出了明确的机理,自此以后, 具有亲核性的氮杂环卡宾(NHC)作为一类新型的仿生有机催化剂引起了化学家的广泛关注，迄今为止, NHC的研究已经取得很大的进展。

我们所发现的经典的氮杂环卡宾共有如下四类（图1）：