2H-氮雜環(huán)丙烯是最小的不飽和雜環(huán)化合物，由于其獨(dú)特的環(huán)張力和C=N雙鍵，該類化合物比其他類型的酮亞胺更具反應(yīng)性，可以經(jīng)歷各種對映選擇性反應(yīng)，包括還原和Diels-Alder反應(yīng)，以及對C = N雙鍵的親核反應(yīng)，用于合成具有各種生物活性的手性氮雜環(huán)丙烷和胺類衍生物。因此，特別是在最近幾年中，2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性反應(yīng)已成為熱門話題。
日本名古屋工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)前沿研究所Shuichi Nakamura教授長期致力于手性催化劑的開發(fā)，對映選擇性合成以及生物活性化合物的合成，于2019年寫了一篇關(guān)于2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性反應(yīng)綜述，發(fā)表于《Chemistry-An Asian Journal》。在此微型綜述中，作者重點(diǎn)介紹了使用催化或化學(xué)計量的手性添加劑對2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理以及2H-氮雜環(huán)丙烯和相關(guān)化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用。
首先作者對2H-氮雜環(huán)丙烯的合成，對映選擇性反應(yīng)以及含氮雜環(huán)丙烷的活性分子進(jìn)行了簡單介紹。合成2H-氮雜環(huán)丙烯的策略主要有四種（Figure 1）：1）相應(yīng)的乙烯基疊氮化物的熱解或光解，2）亞胺的Neber重排，3）氮雜環(huán)丙烷衍生物的Swern氧化，4）卡賓和腈類的加成。
2H-氮雜環(huán)丙烯由于其自身的環(huán)張力和C=N雙鍵，作為親電試劑或親雙烯體很容易發(fā)生一些對映選擇性反應(yīng)（Figure 2）。例如，在手性催化劑存在下，三取代的2H-氮雜環(huán)丙烯與還原劑反應(yīng)，得到具有三取代碳立體中心的手性氮雜環(huán)丙烷以及與親核試劑或二烯反應(yīng)，得到具有四取代立體中心的氮雜環(huán)丙烷。
氮雜環(huán)丙烷作為有機(jī)化學(xué)中有價值的手性構(gòu)件，也存在于各種活性小分子中，包括抗腫瘤和抗菌等活性（Figure 4）。
然后作者對使用催化或化學(xué)計量的手性添加劑對2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
1. 2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性還原反應(yīng)
Somfai及其同事在2002年報道了第一個2H-氮雜環(huán)丙烯的催化對映選擇性反應(yīng)（Scheme1）。使用催化量的手性氨基醇3和[RuCl2(p-cymene)]2，以i-PrOH作為氫供體，通過轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)以高收率和中等對映選擇性得到具有三取代手性碳中心的手性氮雜環(huán)丙烷2。該反應(yīng)的立體選擇性結(jié)果受芳環(huán)上的取代基和烷基體積的強(qiáng)烈影響。
2. 2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性Diels-Alder反應(yīng)
2003年，Somfai及其同事報道了2H-氮雜環(huán)丙烯作為親雙烯體的對映體選擇性氮雜Diels-Alder反應(yīng)（Scheme 2）。使用化學(xué)計量的由BINOL（7）-鋁或雙（惡唑啉）（8）-鎂絡(luò)合物衍生的手性路易斯酸，將2H-氮雜環(huán)丙烯-3-羧酸芐基酯4與環(huán)戊二烯5反應(yīng)，以中等收率和對映選擇性得到相應(yīng)的Diels-Alder加成產(chǎn)物6。
3. 2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性親核反應(yīng)
2002年，Somfai及其同事報道了第一例2H-氮雜環(huán)丙烯與親核試劑的加成反應(yīng)（Scheme3），他們研究了用化學(xué)計量的（-）斯巴丁胺11作為手性添加劑，3-（2-萘基）-2H-氮雜環(huán)丙烯 9與烷基，芳基或乙烯基鋰試劑的對映選擇性反應(yīng)，以低收率得到產(chǎn)物10，ee最高只有17％。
然后，在2016年，四川大學(xué)馮小明院士及其同事報道了通過使用手性N，N'-二氧化物（16）/ Sc（III）催化劑對2位具有手性中心的外消旋2, 3-二取代的2H-氮雜環(huán)丙烯與氧化吲哚進(jìn)行酰胺化反應(yīng)的動力學(xué)拆分（Scheme 4）。該策略允許獲得帶有兩個立體中心的手性氮雜環(huán)丙烷，并同時回收在2-位具有手性的未反應(yīng)的手性2H-氮雜環(huán)丙烯。
同年，吉林大學(xué)張鎖秦教授及其同事報道了使用10 mol％手性亞氨基二磷酸催化劑20作為布朗斯特酸催化劑，芳基吡唑18與外消旋2，3-二取代的2H-氮雜環(huán)丙烯12的親核加成反應(yīng)（Scheme 5）。
2017年，Nakamura及其同事報道了亞磷酸酯對2H-氮雜環(huán)丙烯的首次高對映選擇性親核加成反應(yīng)（Scheme 6）。
2018年，Nakamura及其同事報道了硫醇與2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性反應(yīng)，該反應(yīng)使用8-喹啉磺?；量赡岫ù呋瘎?strong>39或40可以以高收率和高對映選擇性分別提供產(chǎn)物（R）-38和（S）-38（Scheme8）。
同年，清華大學(xué)汪艦教授課題組報道了碳親核試劑與2H-氮雜環(huán)丙烯的首次催化不對稱反應(yīng)（Scheme 10）。該反應(yīng)由氮雜環(huán)卡賓（NHC）催化，經(jīng)歷Breslow中間體，以高產(chǎn)率和對映選擇性得到產(chǎn)物49，底物為芳香醛不包括脂肪醛。
其后，四川大學(xué)馮小明和林麗麗團(tuán)隊(duì)報道了使用手性N，N'-二氧化物（60）/Cu（II）絡(luò)合物催化劑，外消旋的2, 3-雙取代2H-氮雜環(huán)丙烯57與作為碳親核試劑的β-酮酰胺58的高度立體選擇性反應(yīng)，該反應(yīng)具有高產(chǎn)率以及非對映和對映選擇性，能夠得到具有鄰位四取代的立體中心的手性氮雜環(huán)丙烷59（Scheme 12）。
總結(jié)與展望：該綜述總結(jié)了2H-氮雜環(huán)丙烯的對映選擇性反應(yīng)，包括動力學(xué)拆分策略。2H-氮雜環(huán)丙烯作為最小的不飽和雜環(huán)化合物，其在合成手性化合物包括天然產(chǎn)物和生物活性分子中起重要作用。為了獲得具有高對映體純度的手性氮雜環(huán)丙烷，開發(fā)一種用于2H-氮雜環(huán)丙烯不對稱反應(yīng)的新策略是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性但很有吸引力的任務(wù)。
