综述:近期在碲环化合物合成领域取得的进展

时间:2026年2月8日
来源:Journal of Organometallic Chemistry

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新合成并系统综述了3-8元碲杂环化合物及其合成方法,涵盖单/多碲杂环体系及硼、硅、氧、氮等元素共轭结构。

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亚历山大·V·马尔蒂诺夫
A. E. 法沃尔斯基 俄罗斯科学院西伯利亚分院伊尔库茨克化学研究所,法沃尔斯基街1号,664033,伊尔库茨克,俄罗斯

摘要

本文概述了截至2024年发表在综述文章、书籍和专著中尚未描述的各种碲杂环化合物的合成方法。这些方法涵盖了含有3至8个环原子的饱和及不饱和杂环碲化合物的制备过程。文章讨论了仅含一个碲原子的碲杂环化合物,以及同时含有碲和其他元素(硼、锗、硅、氧、卤素和氮)的杂环化合物。用于合成这些碲杂环化合物的方法包括:将元素碲、二碲化二芳基、碲烯基卤化物和碲化钠加入到B=B、Mn=B和C=C双键中;在三有机基硼烷、碲化三氯、碲化三乙基磷、碲化钾或碲化钠的作用下,对单乙基碲化物、二乙炔基硅烷、四硅杂茂-1,3-二烯、1,3-丁二烯和-二炔、多炔以及-二乙炔基苯进行环化;以及利用碲四卤化物、双(2-氨基苯)二碲化物和碲基卤化物作为环化剂的其他方法。在某些情况下,还比较了碲试剂与涉及较轻类硫属元素(如硫、硒)的反应。

引言

在含碲的有机化合物中,含有其他元素的杂环碲化合物特别值得关注。这类化合物的研究可以追溯到1920年,当时摩根首次描述了第一个碲杂环化合物——l-碲杂环己烷-3,5-二酮[1]。随后在1926年合成了苯氧碲[2],1928年合成了l-碲杂环己烷[1],1931年合成了四氢碲吩[3]。然而,直到20世纪60年代,新发现的碲杂环化合物的数量才开始显著增加。近几十年来发表的大量综述文章、书籍和专著不仅探讨了碲杂环化合物本身,还反映了该领域取得的进展。特别是,综述[4]、[5]、[6]、[7]中描述了含有14族和15族元素(硅、锗、锡、铋、锑)的三元碲杂环化合物,涵盖了截至2019年的研究数据。综述[4,5,[8], [9], [10], [11]介绍了含有一个到三个碲原子的三、四、五和六元含磷碲杂环化合物,以及笼状化合物P₆C₄tB₄Te和三环磷(III)-碲杂环化合物,涵盖了1950至2015年的研究内容。
综述[2,12,13]讨论了四元碲烷和1,3-二碲烷,涵盖了截至1996年的数据;综述[14,15]提到了1,2-氧代碲烷,涵盖了截至2005年的数据。综述[[3], [4], [5],16]讨论了含有四个、五个、六个环原子的饱和碲-锡、碲-硅、碲-锗杂环化合物,涵盖了截至2006年的数据。综述[17,18]介绍了含有两个氮原子和一个或两个碲原子的四元碲-氮杂环化合物,涵盖了截至1998年的数据。
综述[3,4,15,[19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35]]详细介绍了碲吩及其衍生物,涵盖了截至2022年的研究数据。综述[2,3,15,19,30,33,[36], [37], [38]讨论了含有五个氧原子的五元含碲杂环化合物、1,2-氧代碲酚和1,2-氧代碲烷。综述[3]讨论了双环六a-碲戊烯、2,5-二氮-1,6-二氧-六a-碲戊烯和1,2,5,6-四氮-六a-碲戊烯,涵盖了1991至1976年的数据。综述[40]讨论了双环碲铬烯、-铬酮、-铬酮、- flavones、-异铬酮、三环碲氧蒽及其衍生物,以及苯氧碲吩、硫代苯氧碲吩、碲蒽酮和苯氧碲嗪,涵盖了截至1984年的数据。
综述[30,41]讨论了五元1,3-碲硅呋喃,涵盖了截至2010年的数据。综述[42]讨论了五元Te-S-Ti、Ti-Se-Te杂环化合物;苯并碲硫属化合物;以及含有Te-S-S-、Te-Se-S-和Te-Se-Se-的苯并三硫属化合物,涵盖了截至2004年的数据。综述[2,3,10,[17], [18], [19], [23,32,[37], [38], [39],[43], [44], [45], [46], [47], [48], [49], [50]讨论了五元含碲氮杂环化合物,如碲唑、异碲唑、碲二唑、碲唑啉、氧代碲唑啉、硫代碲唑啉以及含氮和氧的碲戊烯,涵盖了1956至2018年的数据。综述[1,12,15,24,25,40,53,54]讨论了六元碲烷、碲吩、碲酮、双环碲铬烯、-铬酮、-铬酮、异碲铬烯、三环碲氧蒽、碲吡リウム盐和碲吡rones,涵盖了截至2014年的数据。综述[1,12,15,24,25,40,53]讨论了六元含碲氮杂环化合物,如1-氮-4-碲环己烷衍生物、2H-1,4-苯碲嗪-3(4H-酮、苯氧碲嗪衍生物,涵盖了截至2001年的数据。综述[19]还介绍了六元双(乙烯基硫代碲)四硫呋喃。
综述[43]介绍了七元含碲氮杂环化合物,包括苯并和二苯并碲氮杂环辛以及八元二苯并碲氮杂环辛的苯并衍生物;综述[19,37,51]介绍了八元1,2,6-氧代碲氮杂环辛的苯并衍生物,涵盖了截至2002年的数据。综述[4,15,25,32,39,51,55]讨论了七元碲杂环化合物,如碲 pins、1,4-硫代碲 pins、1,4-硫代碲pane、八元1,5-硒碲环辛、1,5-二碲嗪和1,5-二碲canes,以及六元Te3N3环的三元PNT笼状化合物,涵盖了截至2008年的数据。
然而,人们对含碲杂环化合物的兴趣与日俱增,这类化合物的新成员也在不断涌现。近年来,关于饱和和不饱和的三、四、五、六、七、八元碲杂环化合物的合成研究大量发表,但这些信息尚未集中整理。本文旨在解决这一问题。实际上,这是对综述[4]的补充,该综述讨论了使用元素碲合成含碲有机化合物(包括碲杂环化合物)的方法。不过,本文的重点是含碲的杂环有机化合物及其所有可能的合成方法,而不仅仅是使用元素碲的合成方法。

部分内容摘要

三元和四元Te-B杂环

在苯中,用元素碲或硒氧化噻吩基取代的N-杂环卡宾(NHC)稳定的二硼烯(1,IMe2[5-(Me3Si)C4H2S]2B2,IMe = 1,3-二甲基咪唑-2-亚基),30分钟后可得到二硼碲杂环烷2和二硼硒杂环烷3(方案1)[56]。含有硼-硼三键的双NHC稳定的二硼烯B2IDip24,IDip=1,3-(二异丙基苯)咪唑-2-亚基)与元素硒反应后发生六电子还原和插入反应

五元和六元饱和Te杂环

2012年,俄罗斯作者提出了一种合成已知五元碲杂环烷38和六元碲烷39的新方法[69]。他们通过用K2Te(通过将元素碲溶解在肼水合物-KOH体系中生成)对1,4-二溴丁烷37a和1,5-二溴戊烷37b中的溴原子进行亲核取代来制备这些杂环化合物。1,5-二溴戊烷37a与K2Te2(通过用肼水合物-KOH体系还原元素碲生成)的反应

五元不饱和Te杂环

通过环闭合反应制备了3-烷基取代的碲吩50a-c,该方法允许将烷基定位在3位。合成过程包括:首先用烷基镁溴化物处理2-氯-N-甲氧基-N-甲酰胺46(Weinreb胺),高产率地得到1-氯-2-炔酮47a-c;然后进一步用乙炔基镁溴化物处理1-氯-2-炔酮47,高产率地得到3-(氯甲基)-1-炔炔-3-醇48a-c

六元不饱和Te杂环

根据合成10H-苯氧碲嗪167的步骤[88], [89], [90],在DMSO中,用2当量的元素碲和4当量的KOH在高温下处理2,2’-二碘苯酚98,得到六元碲杂环9H-碲氧蒽-9-酮99(方案37)[88]。类似地,通过环化反应制备了类似蒽的碲杂环9-苯基-9H-碲氧蒽101

七元不饱和Te杂环:1-和3-苯并碲吩

Sashida等人首次报道了3-苯并碲吩105a的合成方法,他们在苯-水体系中,使用碲化钠和肼水合物,在甲基三辛基铵氯盐作为相转移催化剂的情况下,通过-二乙炔基苯104的环化高产率地制备了该化合物(方案39)[25,92]。
Yasuke等人提出了一种合成3-苯并碲吩105a,b和3-苯并硒吩108的替代多功能合成路线[93,94]

四元、五元、六元和八元饱和Te,N-杂环

tBuNHLi与TeCl4在甲苯中以4:1的比例在-100 °C下反应,缓慢升温至室温后,生成了四元和六元碲-氮杂环化合物1,3,2,4-二碲二氮杂啶120和1,3,5,2,4,6-三碲三嗪烷121(方案120)。另一种方法是在-78 °C下用tBuNHLi处理二聚碲二亚胺122的HCl加合物(在甲苯中生成),以98%的产率得到杂环120

五元和六元Te-硫属杂环:苯氧碲吩、苯氧碲嗪、1,5-碲硫属嗪、苯氧碲烷、氧代碲烷

通过2-羟基苯碲酸酯与二碘甲烷的亲核取代-脱卤化反应制备了苯[d][1,3]氧代碲酚185(方案185)。碲酸酯是通过用NaBH4还原双(2-羟基苯)二碲化物5e原位生成的,而后者则是通过用Na2S2O5还原2-羟基苯碲三氯化物184生成的(方案71)[128]。
一种合成1,3-二氢-2,1-苯氧碲酚186的新方法涉及替换碘(III) CF中的碘原子

结论

总体而言,本文介绍了饱和和不饱和的三、四、五、六、七、八元含碲杂环化合物的新合成数据。这些杂环化合物除了含有碲外,还含有其他元素,如硼、锗、硅、氧、卤素和氮。合成这些杂环的方法包括将元素碲加入到含有多重键的底物中,以及单乙炔基碲化物和二乙炔基碲化物的环化反应

CRediT作者贡献声明

亚历山大·V·马尔蒂诺夫:概念构思、初稿撰写、审阅与编辑。

资金支持

本研究未获得外部资助。

数据可用性

本文研究未使用任何数据。

CRediT作者贡献声明

亚历山大·V·马尔蒂诺夫:审阅与编辑、初稿撰写、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

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