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无金属催化串联反应构建含氮杂环化合物综述报告
引言
含氮杂环化合物因为其广泛的生物活性和药理活性而备受关注。无金属催化串联反应已成为构建这些化合物的重要手段。本综述将介绍无金属催化串联反应构建含氮杂环化合物的研究进展。
1.几种常用的无金属催化合成含氮杂环化合物的反应
1.1.羟酰胺与酮的串联反应
在无金属催化剂存在的条件下，羟酰胺和酮可以进行串联反应，产生多种含氮杂环化合物。这种反应具有高效、绿色和廉价等优点。例如，Chen等人利用明胶做为催化剂，合成了多种氧杂芳香杂环化合物（Scheme1）
Scheme1.羟酰胺与酮的串联反应
1.2.间苯二酚与酰胺的串联反应
间苯二酚与酰胺的串联反应是制备各种有生物活性的含氮杂环化合物的重要方法。这种反应可以通过选择适当的无金属催化剂，如蒸汽转移反应，在温和的条件下进行。例如，Zhou等人报道了蒸汽转移反应在氧化还原酶和DMDTA两种无金属催化剂的作用下，合成了多种氧杂芳香杂环化合物（Scheme2）。
Scheme2.间苯二酚与酰胺的串联反应
1.3.α-酮酸与亚硝基苯的串联反应
α-酮酸和亚硝基苯的串联反应是一种无金属催化剂下重要的合成含氮杂环化合物的方法。例如，自由基反应，包括多组分反应和串联反应，已被证明是制备各种啶和氧杂芳香杂环化合物的有效方法。例如，Tang等人报道了巯基苄基酸的自由基反应，在温和的条件下，合成了多种含氮杂环化合物（Scheme3）。
Scheme3.α-酮酸与亚硝基苯的串联反应
2.无金属催化剂在构建含氮杂环化合物上的应用
无金属催化剂已广泛应用于含氮杂环化合物的合成反应中。以下是一些典型的应用：
2.1.氧化酶
氧化酶已被用作含氮杂环化合物的无金属催化剂。该类酶通常在羧酸还原水平上催化O2还原成H2O2，产生活性中心。例如，Liu等人报道了SMP30作为催化剂进行串联反应的研究，成功地制备出吡啶及苯并呋喃等含氮杂环化合物（Scheme4）。
Scheme4.氧化酶参与串联反应
2.2.非金属有机催化剂
非金属有机催化剂在含氮杂环化合物的合成中也有重要应用。例如，Wu等人报道了可预测的非金属有机催化剂开环过渡态能量和耦合常数的研究。结果表明，在较温和的反应条件下，可用多种非金属有机催化剂，例如氨基醛和叔丁胺等，来催化含氮杂环化合物的合成。
结论
综上所述，无金属催化反应是合成含氮杂环化合物的重要手段之一。通过选择适当的反应条件和无金属催化剂，可以有效地合成多种含氮杂环化合物，例如吡啶，咪唑，吡咯等。但是，这种反应的选择和优化仍需要深入的研究。