Цианогруппа обладает сильной полярностью и способностью к поглощению электронов, поэтому она может проникать глубоко в целевой белок, образуя водородные связи с ключевыми аминокислотными остатками в активном центре. В то же время цианогруппа является биоэлектронным изостерическим телом карбонильной, галогенной и других функциональных групп, что может усиливать взаимодействие между малыми молекулами лекарственных препаратов и целевыми белками, поэтому она широко используется в структурной модификации лекарств и пестицидов [1]. К представительным лекарственным препаратам, содержащим цианогруппу, относятся саксаглиптин (рис. 1), верапамил, фебуксостат и др.; к сельскохозяйственным препаратам относятся бромфенитрил, фипронил и др. Кроме того, цианосоединения также имеют важное практическое значение в области ароматизаторов, функциональных материалов и т. д. Например, цитронитрил — это новый международный нитрильный ароматизатор, а 4-бром-2,6-дифторбензонитрил — важное сырье для получения жидкокристаллических материалов. Видно, что цианосоединения широко используются в различных областях благодаря своим уникальным свойствам [2].

Цианогруппа обладает сильной полярностью и способностью к поглощению электронов, поэтому она может проникать глубоко в целевой белок, образуя водородные связи с ключевыми аминокислотными остатками в активном центре. В то же время цианогруппа является биоэлектронным изостерическим телом карбонильной, галогенной и других функциональных групп, что может усиливать взаимодействие между малыми молекулами лекарственных препаратов и целевыми белками, поэтому она широко используется в структурной модификации лекарств и пестицидов [1]. К представительным лекарственным препаратам, содержащим цианогруппу, относятся саксаглиптин (рис. 1), верапамил, фебуксостат и др.; к сельскохозяйственным препаратам относятся бромфенитрил, фипронил и др. Кроме того, цианосоединения также имеют важное практическое значение в области ароматизаторов, функциональных материалов и т. д. Например, цитронитрил — это новый международный нитрильный ароматизатор, а 4-бром-2,6-дифторбензонитрил — важное сырье для получения жидкокристаллических материалов. Видно, что цианосоединения широко используются в различных областях благодаря своим уникальным свойствам [2].

2.2 Электрофильная реакция цианирования енолборида

Команда Кенсуке Киёкавы [4] использовала цианидные реагенты n-циано-n-фенил-п-толуолсульфонамид (NCTS) и п-толуолсульфонилцианид (tscn) для достижения высокоэффективного электрофильного цианирования енолборных соединений (рис. 3). Благодаря этой новой схеме различные β-ацетонитрил имеют широкий спектр субстратов.

2.3 Органическая каталитическая стереоселективная силикоцианидная реакция кетонов

Недавно группа Бенджамина Листа [5] сообщила в журнале Nature об энантиомерной дифференциации 2-бутанона (рис. 4а) и асимметричной цианидной реакции 2-бутанона с ферментами, органическими катализаторами и катализаторами переходных металлов, используя HCN или tmscn в качестве цианидного реагента (рис. 4b). С tmscn в качестве цианидного реагента 2-бутанон и широкий спектр других кетонов были подвергнуты высокоэнантиоселективным реакциям силилцианида в каталитических условиях idpi (рис. 4C).

Рисунок 4 А, энантиомерная дифференциация 2-бутанона. b. Асимметричное цианирование 2-бутанона с использованием ферментов, органических катализаторов и катализаторов на основе переходных металлов.

c. Idpi катализирует высокоэнантиоселективную реакцию силилцианида 2-бутанона с широким спектром других кетонов.

2.4 Восстановительное цианирование альдегидов

В синтезе природных соединений зеленый тосмик используется в качестве цианидного реагента для легкого превращения стерически затрудненных альдегидов в нитрилы. Этот метод также используется для введения дополнительного атома углерода в альдегиды и кетоны. Этот метод имеет конструктивное значение в энантиоспецифическом полном синтезе джиадифенолида и является ключевым этапом в синтезе природных соединений, таких как клеродан, карибенол А и карибенол В [6] (рис. 5).

2.5 Электрохимическая цианидная реакция органического амина

Как технология «зеленого» синтеза, органический электрохимический синтез широко используется в различных областях органического синтеза. В последние годы все больше исследователей уделяют ему внимание. Команда Прашанта В. Менезеса [7] недавно сообщила, что ароматический амин или алифатический амин может быть непосредственно окислен до соответствующих цианосоединений в 1 М растворе KOH (без добавления цианидного реагента) при постоянном потенциале 1,49 В с использованием дешевого катализатора Ni2Si с высоким выходом (рисунок 6).

03 краткое содержание

Цианирование — очень важная реакция органического синтеза. Исходя из идеи «зеленой химии», для замены традиционных токсичных и вредных цианидных реагентов используются экологически чистые цианидные реагенты, а также применяются новые методы, такие как безрастворные, некаталитические и микроволновые методы, что позволяет расширить область и глубину исследований и получить огромные экономические, социальные и экологические выгоды в промышленном производстве [8]. С непрерывным прогрессом научных исследований цианидная реакция будет развиваться в направлении высокой производительности, экономичности и «зеленой химии».