综述:过渡金属催化亚砜还原的十年进展

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Molecular Diversity 3.8

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  本综述系统总结了过渡金属(如Mo、Ir、Mn、Co等)催化亚砜(sulfoxide)还原为硫醚(sulfide)的最新进展,涵盖反应机制、底物适用性及绿色可持续策略(如可回收催化剂、环境友好溶剂),为药物化学和材料科学领域提供高效合成工具。

  

Abstract

亚砜(sulfoxide)还原为硫醚(sulfide)是有机合成中的基础反应,广泛应用于药物、材料科学和天然产物化学领域。传统方法需使用化学计量试剂且在苛刻条件下进行,而过渡金属催化可实现更温和、高选择性和环境友好的脱氧过程。本综述重点探讨基于钼(Mo)、铱(Ir)、锰(Mn)、钴(Co)等金属的催化体系,聚焦其机理、底物范围及可持续设计。同时讨论了可回收催化剂、绿色溶剂和地球丰产金属的创新应用,强调现代方法如何提升反应效率与环境兼容性。

Graphical abstract

(图示内容为催化循环示意图,展示金属催化剂与亚砜的配位、氧原子转移及硫醚产物的生成过程,但具体图像细节依原文描述以文字替代)

催化体系进展

钼(Mo)基催化剂
钼化合物在亚砜还原中表现出高活性,例如Mo(CO)6与硅烷还原剂组合可在温和条件下实现芳香族和脂肪族亚砜的转化,机理涉及低价钼中间体对硫氧键的活化。
铱(Ir)与锰(Mn)催化剂
铱配合物(如[Cp*IrCl2]2)可通过氢转移反应实现脱氧,而锰催化剂(如MnII-卟啉)在可见光驱动下表现出独特的光催化活性,拓宽了底物适用范围。
钴(Co)与地球丰产金属
钴基体系(如Co2(CO)8)因其低成本和高丰度成为研究热点,与绿色溶剂(如聚乙二醇)结合时,可实现催化剂的循环利用,符合可持续化学原则。

机理与底物适应性

反应机制普遍涉及金属中心对亚砜氧原子的亲电攫取或还原性消除,底物范围涵盖对称/不对称芳基烷基亚砜、含杂原子官能团衍生物,以及生物活性分子(如奥美拉唑类似物)。

可持续性与应用前景

新型催化系统强调绿色溶剂(如超临界CO2)、可重复使用催化剂(如固载化金属络合物)及低毒性还原剂(如甲酸)的整合,显著提升反应原子经济性。该技术在药物合成(如硫醚类抗生素)、功能材料制备中具有直接应用价值。
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