铑催化的三元碳环的开环/羰基环化反应研究进展

陈莹莹，毛国梁*，刘小兵，吴韦*

（东北石油大学 化学化工学院 石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江 大庆  163318）

摘要

由于较大的环张力，三元环表现出较高的反应活性，在铑等过渡金属的催化作用下可以发生开环反应，与一氧化碳作用可实现羰基化等反应也为多种具有生物活性的化合物提供了简便的合成方法。主要综述了近年来铑催化的三元碳环衍生物和一氧化碳进行羰基化环化反应的研究进展、机理及其在有机合成中的应用。

引言

羰基化反应是指在有机化合物分子中引入羰基的反应，是制备醛、酮等羰基化合物的重要方法。由于羰基化反应多属于“原子经济”性反应，具有充分利用资源和环境友好性的双重优点。一些传统的催化氧化过程正在被羰基化反应技术逐步替代。

环加成反应是构建复杂的碳环化合物的最有效的方法，是合成环状化合物及多环化合物的一类重要的反应。过渡金属催化剂催化的环加成反应是金属有机化学研究的一个热点。铑催化的环加成反应具有对映选择性高、反应时间短、转化率高等优点，这对于手性药物的合成具有一定的科学意义和应用前景。由于环张力，小环化合物可以与低价金属发生氧化加成反应，从而实现小环的开环生成有机铑中间体，随后与一氧化碳发生反应可以得到羰基化合物。其中通过低价金属的氧化加成而实现的开环/羰基化反应一般是通过配位、氧化加成、转移插入、还原消除和配体交换；其中一氧化碳作为一个碳单元，是合成羰基环化化合物的一种简洁、高效的方法。

过渡金属催化的多元不饱和体系有机物的环化已经引起了科学家的关注。尤其是羰基环化反应是构建含羰基官能团组分的环化合物的一类重要反应，以炔烃-烯烃[2+2+1]羰基化环化反应(Pauson-Khand reaction)为例，该反应已经广泛的应用于环戊酮的合成。本文主要综述了近几年来，在铑催化作用下，三元环化合物（环丙烷，亚烷基环丙烷，乙烯基环丙烷和环丙烯等）和一氧化碳进行羰基化环加成反应的研究。

结论

近年来，铑催化的[5+1]、[5+2+1]、[3+1]、[3+2+1]、[2+2+1]羰基化环加成反应的研究取得了长足的进展，特别是在合成环状羰基化合物方面得到了广泛的应用。由于铑催化的环丙烷类化合物与一氧化碳的羰基化环加成反应操作简单，立体选择性高，所以在有机合成和药物合成方面得到了广泛的应用。许多铑催化的羰基化环加成反应显示出了其潜在的工业应用价值，但是由于铑催化剂比较昂贵，所以在工业上的应用十分受限。如果能解决铑催化剂的回收利用等问题，那么一定会有效的加快相应的工业化进程。

目录

1 环丙烷羰基化环加成反应

2 亚烷基环丙烷（ACPs）羰基化环加成反应

3 乙烯基环丙烷（VCPs）羰基化环加成反应

4 环丙烯羰基化环加成反应

5 总结 

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