东北师大毕锡和课题组Chem. Rev.：磺酰腙卡宾化学

摘要：卡宾是最基本的反应活性中间体之一，在有机化学、合成化学、材料科学等多个领域中具有广泛的应用。重氮化合物是经典的卡宾前体，在热化学、光催化及金属催化卡宾转化等领域具有重要作用。然而，重氮化合物的应用面临着若干挑战：

卡宾是最基本的反应活性中间体之一，在有机化学、合成化学、材料科学等多个领域中具有广泛的应用。重氮化合物是经典的卡宾前体，在热化学、光催化及金属催化卡宾转化等领域具有重要作用。然而，重氮化合物的应用面临着若干挑战：

1）稳定性较差，通常需要吸电子基团来提高稳定性，限制了其结构的多样性；

2）反应活性高，催化反应的选择性控制困难；

3）具有潜在的爆炸性，给安全生产、利用，尤其是规模化应用带来了极大挑战。

因此，如何安全、高效地生成和使用重氮化合物，成为了卡宾化学领域的重要研究方向。为了解决这些问题，化学家们长期致力于开发操作安全、适合规模化应用的重氮前体。在众多前体中，磺酰腙具有显著的优势：

1）通过羰基化合物简单合成，结构多样性好；

2）对环境稳定，在碱性条件下平稳地释放重氮化合物，操作简单、安全；

3）比重氮化合物更适合大量使用；

4）展现出独特的反应性，在多种反应体系中表现出不可替代性，在实验室研究和工业化生产中获得了越来越多的关注。

磺酰腙结构演变时间线

近年来，磺酰腙卡宾化学发展迅速，尤其是在新型结构磺酰腙的设计合成，交叉偶联反应，分子骨架编辑，不对称卡宾转化等方面，已经取得了显著的研究进展。东北师范大学毕锡和教授课题组致力于磺酰腙卡宾化学研究，开发了易分解的邻三氟甲基苯磺酰腙，将其命名为“Triftosylhydrazone”，解决了传统对甲基苯磺酰腙分解温度高、难以应用于低温反应的问题，实现了多种有效的卡宾转移反应，推动了磺酰腙卡宾化学的发展（Acc. Chem. Res.2025, 58, 130; Acc. Chem. Res.2022, 55, 1763; Chin. J. Chem.2024, 42, 2071）。近日，毕锡和教授受邀在美国化学会《Chemical Reviews》上撰写文章，全面综述了磺酰腙卡宾化学的发展历程和研究进展。该文章首先概述了磺酰腙的合成策略和基本性质，分析了其稳定性、官能团兼容性；随后，系统梳理了磺酰腙的重要卡宾反应，包括：1）金属卡宾转移反应，2）自由卡宾转移反应，3）卡宾自由基化学，4）不对称催化转化等四部分内容。反应类型涵盖了卡宾偶联反应、卡宾插入反应、环加成反应、重排反应、脱氟官能化反应以及分子骨架编辑等，文章重点介绍了各类重要反应的机理、合成应用以及最新进展。