English

• 酰胺是有机化学和生物化学最重要的一类结构单元, 在医药、农药及材料领域具有广泛的用途^[1].合成酰胺最常用的方法是用羧酸衍生物, 如酰氯、酸酐或酯与胺反应, 或者是用羧酸与胺在当量缩合剂(如羰基咪唑)的存在下直接反应^[2].尽管这些合成方法非常高效, 但是需要使用价格高、毒性大的原料, 或者产生大量副产物, 原子经济性差, 对环境不友好, 不符合绿色化学的要求.因此, 建立绿色、可持续性的合成新策略构筑酰胺键是当今有机合成的迫切需求.

  贝克曼重排反应^[3], 由于其操作简单、高选择性及原子经济性, 一直是合成酰胺的首选方法, 可以非常方便地制备各种结构的伯酰胺和仲酰胺(Eq. 1).贝克曼重排也已应用于大规模的工业化生产, 如利用环己酮肟合成尼龙6的前体ε-己内酰胺(Eq. 2).

  (1)

  (2)

  贝克曼重排的反应机理是与肟羟基处于反式的基团从碳原子迁移到氮原子上, 反应一般是在布朗斯台德酸的存在下进行^[4].芳基和烷基都可以顺利地发生迁移, 将酮肟转化为N-取代的酰胺, 而醛肟的重排反应得到的产物一般是腈不是酰胺^[5].近年来, 金属催化的贝克曼重排反应突破了这一局限性^[6].另外, 从酮或醛甚至是醇出发的一锅法反应也被不断报道, 使反应变得更加高效.从金属催化、无金属催化、重排的应用三个方面全面综述了近5年贝克曼重排的新进展.

  1.   金属催化的贝克曼重排

  醛肟可以在许多过渡金属(如Ru^[7]、Rh^[8]、Pd^[9]、Cu^[10]、Co^[11]、Fe^[12]等)的催化下转化为伯酰胺, 反应的机理与传统酸催化机理明显不同^[13], 金属参与了失水得到中间体腈, 以及水重新加成生成产物的全过程.

  1.1   钌催化的贝克曼重排

  近年来, 钌催化下醛肟的贝克曼重排成为研究的热点^[14]. Cadierno课题组^[15]做了系统的研究工作. 2013年该小组用易得的二价钌催化剂实现醛肟一锅法合成伯酰胺的贝克曼重排, 该反应官能团耐受性好, 以水作溶剂, 具有绿色环保的优点^[16].同年, 该课题组^[17]还报道了另外一例二价钌催化的重排反应, 用醛与盐酸羟胺在水中直接反应形成酰胺.最近, Cadierno课题组^[18]又报道了一种新型含磷肟配体的Ru配合物, 结构通过X单晶衍射确定.该化合物能够高效地催化醛肟的贝克曼重排反应, 反应在水相中进行, 具有较高的收率和较为广泛的底物范围(Eq. 3).

  (3)

  2015年, García-Garrido课题组^[19]使用商品化的四价钌作催化剂实现了醛肟的贝克曼重排反应.该方法使用水/甘油作溶剂, 无需添加催化剂, 底物范围广, 各种芳香、脂肪以及α, β-不饱和醛肟都可以反应得到伯酰胺.另外, 钌催化剂可以回收再利用(Scheme 1).

  图式 1

  

  图式 1.  钌催化的贝克曼重排

  Scheme 1.  Ru-catalyzed Beckmann rearrangement (Scheme 2).

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  图式 2

  

  图式 2.  钌催化的贝克曼重排

  Scheme 2.  Ru-catalyzed Beckmann rearrangemen

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  2016年, 宋毛平课题组^[20]使用钌螯合物同样实现了醛肟向伯酰胺的转化, 催化剂的用量只需0.5 mol%, 该反应用水作溶剂且不需要惰性气体保护, 操作简单.还可以用醛和盐酸羟胺在钌催化下一步直接合成伯酰胺, 除了芳醛外, 共轭醛和脂肪醛也可以发生反应

  1.2   铁催化的贝克曼重排

  相比于其他金属, 铁催化剂具有便宜易得的优点. 2011年, Chakraborty课题组^[21]在水相中实现了首例铁催化的醛肟向伯酰胺的转化.在此基础上, 该课题组^[22]发展了由醇一锅法直接合成伯酰胺的新方法(Eq. 4).首先醇在碘-TEMPO的作用下原位氧化为醛, 然后与盐酸羟胺反应得到肟, 最后在三氯化铁催化下重排得到伯酰胺.该方法简单高效, 芳香醇、杂芳香醇、脂肪醇以及烯丙基醇都可以发生反应, 以较高的收率得到产物酰胺, 未观察到副产物的生成.

  (4)

  2015年, Kapoor课题组^[23]使用FeCl₃•6H₂O为催化剂, 将酮在盐酸羟胺存在下直接经贝克曼重排转化为酰胺.该方法最大亮点是无溶剂固相反应(Eq. 5).同年, Cook课题组^[24]发展了一种铁催化贝克曼重排合成酰胺的新方法(Eq. 6).该方法条件温和, 避免了使用强酸, 且不需要惰性气体保护, 不同结构的肟均可重排得到酰胺.

  (5)

  (6)

  1.3   锌催化的贝克曼重排

  2016年, Satyanarayana课题组^[25]用ZnBr₂/TFA体系, 发展了酮肟重排得到酰胺的新方法(Scheme 3).该中间体在醋酸钯催化下进行芳基化, 接着在Hendrickson试剂作用下, 可以转化为菲啶衍生物.

  图式 3

  

  图式 3.  锌催化的贝克曼重排

  Scheme 3.  Zn-catalyzed Beckmann rearrangement

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  2016年, Jacob课题组^[26]报道了一种简单高效合成新型有机硒取代酮肟的方法, 该类结构具有抗菌及抗氧化活性, 在氯化锌的催化下酮肟进一步发生贝克曼重排得到α硒代酰胺(Eq. 7).

  (7)

  2017年, Pathak课题组^[27]利用壳聚糖负载的锌催化剂成功地将酮一步转化为酰胺, 该多相催化剂通过过滤即可回收, 且重复使用五次没有显着的催化活性损失(Eq. 8).

  (8)

  1.4   铜催化的贝克曼重排

  铜催化的贝克曼重排已被系统的研究. Burri课题组^[28]通过制备Cu/SBA-15催化剂, 在无溶剂中性条件下实现了醛肟向酰胺的转变. Mondal课题组^[29]发展了五水硫酸铜催化的醛肟转化为伯酰胺的新方法. 2014年, Jayaram课题组^[30]发展了在水相中聚苯乙烯-Cu(Ⅱ)络合物催化醛肟转化为伯酰胺的方法.

  Ramón课题组^[31]发展了用醋酸铜作催化剂将醛直接转化为伯酰胺的新方法, 该方法用水作溶剂、各种结构的醛均可发生反应, 且催化剂只需经过简单萃取即可回收利用(重复使用10次未见活性降低).该反应条件温和, 收率高, 无需使用配体和碱, 粗产物只需重结晶即可得到纯品(Eq. 9).

  (9)

  1.5   钯催化的贝克曼重排

  2013年, Pantos课题组^[32]发展了一种二价钯作催化剂将醛肟转化为酰胺的新方法, 该方法可在甲醇或水相中反应.最近, Cadierno课题组^[33]用二苯基磷苯甲醛肟与PdCl₂(COD)制备得到一种新型的二价钯配合物, 结构通过X单晶衍射确定.该催化剂可以很好的催化醛肟的贝克曼重排, 以较好的收率得到伯酰胺, 该方法底物范围广, 用水作溶剂, 且不需要添加助催化剂(Scheme 4).

  图式 4

  

  图式 4.  钯催化的贝克曼重排

  Scheme 4.  Pd-catalyzed Beckmann rearrangement

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  1.6   钙催化的贝克曼重排

  2018年, McLaughlin课题组^[34]报道了钙催化下酮肟转化为酰胺的贝克曼重排, 该方法条件温和, 底物范围广, 并能够应用于雌酮类天然产物和阿奇霉素类药物的合成.另外, 该方法可以从酮出发通过“一锅法”直接得到酰胺.反应可能的机理如Scheme 5所示.

  图式 5

  

  图式 5.  钙催化肟贝克曼重排

  Scheme 5.  Ca-catalyzed Beckmann rearrangement

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  1.7   钐催化的贝克曼重排

  刘永祥课题组^[35]发展了一种微波促进下N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)/Sm催化的贝克曼重排(Scheme 6).作者通过一系列控制实验和理论计算, 证实了钐和NFSI的作用模式.路易斯酸与NFSI磺酰基的氧通过双齿配位形成六元环过渡态, 显著提高了氟原子的亲电活性, 使其更容易与肟羟基作用, 协助重排发生.

  图式 6

  

  图式 6.  钐催化的贝克曼重排

  Scheme 6.  Sm-catalyzed Beckmann rearrangement

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  2.   非金属催化的贝克曼重排

  2.1   酸性条件下的贝克曼重排

  经典的贝克曼重排一般是用强的布朗斯台德酸催化, 需要使用过量的强酸, 反应条件剧烈, 且产生大量副产物腈.近年来, 温和条件下酸催化的贝克曼重排被大量报道^[36]. Kalkhambkar课题组^[37]发展了用三氟甲磺酸酐将酮肟高效转化为酰胺的新方法(Scheme 7).该方法无需使用添加剂或碱, 收率高, 底物范围广.

  图式 7

  

  图式 7.  三氟甲磺酸酐作用下的贝克曼重排

  Scheme 7.  Tf₂O promoted Beckmann rearrangement

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  2015年, Umanadh课题组^[38]报道了一种掺杂硅胶的高氯酸复合物, 能够高效地将酮肟转化为酰胺(Eq. 10).该方法操作简单、条件温和且所用试剂便宜无毒.

  2018年, 张越涛课题组^[39]将木质素衍生物制备成肟, 在二氯亚砜作用下, 乙腈作溶剂, 高效地发生贝克曼重排得到酰胺(Scheme 8).该方法操作简单, 反应速度快, 收率高.反应可能的机理是二氯亚砜与羟基作用首先得到氯代亚硫酸酯中间体, 该中间体质子化后, 处于反式的芳基迁移得到腈鎓离子中间体, 最后水进攻该中间体, 异构化后得到产物酰胺.该类型酰胺经水解可以高收率地得到芳胺和羧酸衍生物, 发生了形式上的碳碳键断裂, 拓展了木质素降解的应用.

  图式 8

  

  图式 8.  二氯亚砜作用下的贝克曼重排

  Scheme 8.  SOCl₂-mediated Beckmann rearrangement

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  最近, Miki课题组^[40]建立了一种高价碘试剂促进的贝克曼重排新方法(Scheme 9).二乙酰氧基碘苯首先用三氟化硼乙醚进行预活化, 继而经重排得到酰胺.该方法底物范围较广, 反应条件温和, 无需使用昂贵的过渡金属催化剂, 芳香和脂肪酮肟均可发生反应, 以较高的收率得到产物酰胺.

  (10)

  图式 9

  

  图式 9.  高价碘试剂促进的贝克曼重排

  Scheme 9.  Hypervalent iodine reagents induced Beckmann rearrangement

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  2018年, Hall课题组^[41]报道了以硼酸和全氟频哪醇催化的贝克曼重排, 只需5 mol%的硼酸在极性溶剂中即可将酮肟转化为酰胺, 该方法操作简单, 条件温和, 官能团耐受性较好, 二芳基、芳基烷基、二烷基肟都可以较高的收率得到重排产物, 且带有羟基、酰胺、酯基等敏感官能团的底物也能顺利进行反应(Scheme 10).机理验证实验表明, 反应经历了硼酯活化、重排、肟酯交换的串联过程.

  图式 10

  

  图式 10.  硼酸催化的贝克曼重排

  Scheme 10.  Boric acid catalyzed Beckmann rearrangement

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  Shia课题组^[42]发展了二氯磷酸苯酯介导下酮肟的贝克曼重排, 反应用乙腈作溶剂室温下进行, 各种不同结构的酮肟均可以重排得到酰胺(Scheme 11).该方法条件温和, 无需使用金属和强酸, 且可以放大.作者发现该反应具有明显的电子效应, 苯环对位带有供电子基团时反应速度快且收率较高.

  图式 11

  

  图式 11.  二氯磷酸苯酯诱导的贝克曼重排

  Scheme 11.  Phenyl dichlorophosphate catalyzed rearrangement

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  2018年, Mesmaeker课题组^[43]用2, 4, 6-三甲基苯磺酰羟胺作催化剂, 发展了从四元环酮出发合成γ-内酰胺的新方法, 该方法底物范围广, 单环、螺环和三环γ-内酰胺均可以方便合成, 成功避免了贝克曼碎裂化.该重排反应的机理可能涉及四面体中间体, 而不是经典的贝克曼重排.原因是增加水的用量提高了反应的收率, 且DFT计算表明, 水可以稳定过渡态中间体A, 降低得到产物酰胺的活化能(Eq. 11).

  (11)

  2.2   中性条件下的贝克曼重排

  相比酸催化的重排反应, 中性条件下的贝克曼重排条件更加温和, 底物范围更广. 2014年, 田伟生课题组^[44]用氟烷基磺酰氟作活化试剂, DBU作碱, 实现了α, β-不饱和酮肟的贝克曼重排反应, 以较好的收率得到烯酰胺(Eq. 12).该反应条件温和, 操作简单, 为酸敏感烯酰胺的制备提供了一种新的方法.

  最近, Gao课题组^[45]发展了以四溴化碳/三苯基膦催化酮肟贝克曼重排的新方法, 该方法无需添加酸或金属, 官能团耐受性好, 产率较高(Scheme 12).

  (12)

  图式 12

  

  图式 12.  三苯基磷催化的贝克曼重排

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  2018年, 郭凯课题组^[46]用易得的二氯咪唑啉二酮作催化剂, 乙腈作溶剂, 建立了一种小分子催化贝克曼重排的新方法(Scheme 13).该方法反应时间短、底物范围广、收率较高, 且容易放大.作者提出并证实反应经历了“自我活化”的历程^[47].一分子肟生成的腈鎓离子A或氯代亚胺B与另一分子肟进行反应, 得到二聚中间体C, 重排后得到产物酰胺, 并重新释放出中间体A/B, 继续进行循环.

  Scheme 13

  

  Scheme 13.  DCIDs催化的贝克曼重排

  Scheme 13.  DCIDs catalyzed Beckmann rearrangement

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  2016年, Mhaske课题组^[48]报道了用过硫酸铵和二甲基亚砜介导的中性条件下的贝克曼重排(Scheme 14).该方法所用试剂便宜易得, 无需使用强酸和过渡金属, 对环境友好, 底物范围广.通过控制实验和¹⁸O标记实验, 验证了该反应属于自由基机理, 过硫酸铵和二甲基亚砜首先产生甲硫基自由基, 接着进攻亚胺, 氢转移后分子内环化得到三元环中间体, 最后开环后得到产物.

  Scheme 14

  

  Scheme 14.  过硫酸铵介导的贝克曼重排

  Scheme 14.  Ammonium persulfate mediated Beckmann rearrangement

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  2.3   其他类型的贝克曼重排

  固体酸催化剂具有便宜、可回收利用、对环境友好等优点^[49]. 2018年, Samant课题组^[50]利用固体酸Fe₂O₃@SiO₂核壳结构催化剂发展了将醛或酮一锅直接转化为酰胺的新方法(Eq. 13).该反应操作简单、收率高、官能团耐受性广.催化剂回收并重复使用五次没有明显的活性损失. Nageswar课题组^[51]使用生物甘油基碳作为可回收固体酸催化剂, 温和条件下将各种醛直接转化为伯酰胺.

  (13)

  杂多酸是通过氧原子配位桥联的含氧多酸, 是一种酸碱性和氧化还原性兼具的双功能绿色催化剂^[52]. 2014年, Devi课题组^[53]使用磷钨酸H₃PW₁₂O₄₀作催化剂, 成功催化了酮肟转化为酰胺的贝克曼重排.该方法简单高效且对环境友好, 催化剂便宜易得, 对水不敏感, 可回收利用(Eq. 14).

  2015年, King课题组^[54]在四乙酸铅的作用下将环戊酮和环丁酮转化为酰氧基亚硝基中间体, 之后在碱性条件下水解生成扩环产物环羟肟酸, —NOH基团区域选择性地插入到取代基多的位置(Scheme 15).酰氧基亚硝基中间体用三苯基膦处理也可以发生贝克曼型重排得到产物酰胺.

  图式 15

  

  图式 15.  碱性条件贝克曼重排

  Scheme 15.  Beckmann rearrangement under basic conditions

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  Singh课题组^[55]发展了微波条件下三氟甲磺酸钪催化的一锅法由醛直接合成伯酰胺的新方法, 该方法反应时间短, 收率高. Pasha课题组^[56]同样在微波辅助下实现了SiO₂Cl催化下醛直接合成伯酰胺的贝克曼重排, 该非均相催化剂可以回收利用.

  (14)

  2015年, Bhalla课题组^[57]使用苝酰亚胺衍生物(PBI)作为反应物和稳定剂制备得到汞纳米颗粒.该类化合物对醛肟转化为酰胺的贝克曼重排表现出优异的催化效率(Eq. 15).

  3.   贝克曼重排的应用

  3.1   贝克曼重排生成己内酰胺

  ε-己内酰胺作为合成尼龙-6的起始原料, 2014年全球用量高达五百万吨.传统的将环己酮肟转化为己内酰胺的方法, 需要用到浓硫酸且产生副产物硫酸铵. 2014年, Luo课题组^[58]发展了三氟乙酸作用下环己酮肟转化ε-己内酰胺的新方法, 该方法的转化率达100%, 产率大于99%, 且避免了中和剂的使用及副产物硫酸铵的生成.最近, Tojo课题组^[59]报道了一种新型的氰基胍对甲苯磺酸盐催化剂, 可以将环己酮肟转化为己内酰胺.该催化剂容易制备且没有腐蚀性, 该反应不需要添加其他促进剂, 同时避免了有毒溶剂的使用(Eq. 16).

  3.1.1   沸石(分子筛)催化

  近年来固体酸, 特别是沸石显示出对贝克曼重排优异的催化性能, 然而传统的沸石活化位点在微孔内严重抑制了传质效率. 2017年, Khayyat课题组^[60]合成了一种新型的分级硅钛沸石, 该类结构包含了微孔、细孔及大孔, 具有很高的催化活性, 且克服了传质效率低的缺点, 在温和条件下环己酮肟的转化率高达99%.

  (15)

  (16)

  使用传统的分子筛催化贝克曼重排一般需要很高的反应温度(＞350 ℃), 最近, Raja课题组^[61]设计的新型磷酸铝FAU型沸石分子筛显示出优异的催化效能, 实现了在较低温度下(130 ℃的贝克曼重排反应, 几乎以定量的收率得到ε-己内酰胺.

  沸石催化贝克曼重排的机理是内表面还是外部一直存在争论.最近, Deng课题组^[62]通过理论计算发现, 在298 K时, 对于环己酮肟和丙酮肟, ZSM-5型沸石的内表面具有较大的有效速率常数和较高的反应活性.然而, 在598 K时, 对于位阻较大的环己酮肟, 沸石的孔隙口显示出较高的反应活性.

  3.1.2   利用微反应器重排

  使用微反应器可以节能、提高反应速率, 且使反应更安全^[63]. Arai课题组^[64]在无催化剂的条件下, 微反应器中将环己酮肟经贝克曼重排转化为ε-己内酰胺, 转化率接近100%. 2018年, 骆广生课题组^[65]以三氟乙酸作催化剂, 利用微型反应器将环己酮肟转化生成己内酰胺(Scheme 16).反应在380 K的温度下20 s即可完成, 动力学研究表明, 环己酮肟的酯化反应和重排过程都是反应速率的决定步骤.

  图式 16

  

  图式 16.  微反应器中环己酮肟重排生成己内酰胺

  Scheme 16.  Rearrangement of cyclohexanone oxime to caprolactam in microreactor

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  3.1.3   离子液体催化

  离子液体是一类环境友好的催化剂. 2013年, Lee课题组^[66]报道了Pd/Sc(OTf)₃/离子液体催化剂一锅法将环己酮肟转化为ε-己内酰胺的方法.最近, Wang课题组^[67]发展了一种使用钨酸钠酸性离子液体催化环己醇一锅法转化为已内酰胺的新方法(Scheme 17).该方法操作简便, 反应条件温和, 所使用的催化剂简单高效、对环境友好、可回收利用.作者研究发现硫酸根作为阴离子反应效果最好, 环己醇的转化率可以达到97.3%, 产物己内酰胺的收率为76%.该方法最大的优势是将醇的氧化、肟的制备和贝克曼重排在一锅里面完成.

  图式 17

  

  图式 17.  离子液体催化的贝克曼重排

  Scheme 17.  Ionic liquids catalyzed Beckmann rearrangement

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  3.2   串联反应合成氮杂环化合物

  3.2.1   合成噁唑

  2015年, 李兴奇课题组^[68]报道了用二乙胺基三氟化硫(DAST)促进的贝克曼重排/分子内环化反应.建立了一种简便有效一锅法合成5-亚氨基噁唑啉的新方法(Eq. 17).

  (17)

  2016年, 闫鹏飞课题组^[69]用三氟甲磺酸酐作活化剂, DBU作碱合成了类似的5-亚氨基噁唑啉衍生物(Scheme 18).反应经历了串联的贝克曼重排/分子内环化的过程, 在室温条件下即可完成.反应可能的途径是酸酐首先活化肟的羟基, 接着贝克曼重排生成酰胺, 最后分子内的环化得到目标产物.

  图式 18

  

  图式 18.  一锅法合成噁唑啉

  Scheme 18.  One pot synthesis of oxazoline

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  2015年, Xiong课题组^[70]发展了一种用邻羟基或邻氨基酮亚胺制备苯并噁唑和苯并咪唑衍生物的新方法(Scheme 19).该方法使用二乙酰氧基碘苯作为氧化剂, 引发贝克曼型^{[1, 2]}芳基迁移, 继而发生分子内环化得到目标产物.该重排策略被成功应用于合成生物活性分子chlormidazole和clemizole.

  图式 19

  

  图式 19.  高价碘试剂引发的贝克曼重排

  Scheme 19.  Beckmann rearrangement initiated by hypervalent iodine reagents

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  3.2.2   合成噁二唑

  2015年, Tron课题组^[71]以氯代肟、羟胺和异腈为原料首先合成氨基二肟, 然后将该中间体在偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)和三苯基膦(TPP)的作用下经串联光延反应/贝克曼重排得到1, 2, 4-恶二唑骨架.中间体氨基二肟的立体构型通过X单晶衍射确定(Scheme 20).

  图式 20

  

  图式 20.  氨基二肟合成噁二唑

  Scheme 20.  Synthesis of oxadiazoles by aminodioximes

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  3.3   天然产物及生物活性分子的合成

  2016年, Mhaske课题组^[48]用过硫酸铵和二甲基亚砜介导的中性条件下的贝克曼重排作为关键反应, 经Pd催化的分子内偶联反应, 成功完成了抗疟疾天然产物异槲皮素全合成(Scheme 21).

  图式 21

  

  图式 21.  贝克曼重排合成天然产物

  Scheme 21.  Synthesis of isocryptolepine through Beckmann rearrangement

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  最近, Sperry课题组^[72]通过串联的贝克曼重排/曼尼希环化反应尝试合成氮杂䓬双吲哚生物碱iheyamine A.中间体肟经贝克曼重排得到双吲哚酰胺, 然后经分子内Mannich环化得到五环骨架结构, 作者尝试将其转化为iheyamine A, 但没有成功(Scheme 22).

  图式 22

  

  图式 22.  串联的贝克曼重排/曼尼希环化反应

  Scheme 22.  Tandem Beckmann rearrangement/Mannich cyclization reaction

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  2017年, 徐晖课题组^[73]利用二氯亚砜促进的贝克曼重排合成了带有7元环内酰胺结构的鬼臼毒素类似物, 产物结构经单晶确定(Scheme 23).卤原子的引入对活性影响很大, C-2'带有氯或溴原子取代的产物, 显示出比川楝素更好的杀黏虫活性.同年, Mphahlele课题组^[74]利用三氟乙酸促进的贝克曼重排/三氟乙酰化反应, 合成了新型的吲哚乙酰胺衍生物.该类结构显示出很好的杀疟原虫活性(Scheme 24).

  图式 23

  

  图式 23.  贝克曼重排合成杀虫剂

  Scheme 23.  Synthesis of insecticides by Beckmann rearrangement

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  图式 24

  

  图式 24.  贝克曼重排合成杀虫剂

  Scheme 24.  Synthesis of insecticides by Beckmann rearrangement

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  4.   总结与展望

  酰胺作为一种重要的结构单元, 在制药、材料等领域都具有广泛的应用.传统制备酰胺的许多策略伴随有大量副产物或废料产生, 不符合原子经济性合成的要求.酮肟的贝克曼重排反应可以高效地制备N-取代酰胺, 而醛肟的重排反应是具有挑战性的, 通常得到的产物是腈而不是酰胺.最近几年, 金属催化的体系很好地解决了选择性的问题, 可以高效地将醛肟转化为伯酰胺.

  综上所述, 总结了近五年来贝克曼重排的新进展, 从金属催化、无金属催化、重排的应用三个部分进行了总结, 包括从醛、酮甚至是醇出发的一锅法串联反应.这些新方法的发现, 丰富了贝克曼重排反应体系, 对于进一步拓展其在医药、材料等方面的应用有着重要意义.相信将会有更多高效、原子经济性的贝克曼重排新体系被建立.

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  图式 1  钌催化的贝克曼重排

  Scheme 1  Ru-catalyzed Beckmann rearrangement (Scheme 2).

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  图式 2  钌催化的贝克曼重排

  Scheme 2  Ru-catalyzed Beckmann rearrangemen

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  图式 3  锌催化的贝克曼重排

  Scheme 3  Zn-catalyzed Beckmann rearrangement

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  图式 4  钯催化的贝克曼重排

  Scheme 4  Pd-catalyzed Beckmann rearrangement

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  图式 5  钙催化肟贝克曼重排

  Scheme 5  Ca-catalyzed Beckmann rearrangement

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  图式 6  钐催化的贝克曼重排

  Scheme 6  Sm-catalyzed Beckmann rearrangement

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  图式 7  三氟甲磺酸酐作用下的贝克曼重排

  Scheme 7  Tf₂O promoted Beckmann rearrangement

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  图式 8  二氯亚砜作用下的贝克曼重排

  Scheme 8  SOCl₂-mediated Beckmann rearrangement

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  图式 9  高价碘试剂促进的贝克曼重排

  Scheme 9  Hypervalent iodine reagents induced Beckmann rearrangement

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  图式 10  硼酸催化的贝克曼重排

  Scheme 10  Boric acid catalyzed Beckmann rearrangement

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  图式 11  二氯磷酸苯酯诱导的贝克曼重排

  Scheme 11  Phenyl dichlorophosphate catalyzed rearrangement

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  图式 12  三苯基磷催化的贝克曼重排

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  Scheme 13  DCIDs催化的贝克曼重排

  Scheme 13  DCIDs catalyzed Beckmann rearrangement

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  Scheme 14  过硫酸铵介导的贝克曼重排

  Scheme 14  Ammonium persulfate mediated Beckmann rearrangement

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  图式 15  碱性条件贝克曼重排

  Scheme 15  Beckmann rearrangement under basic conditions

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  图式 16  微反应器中环己酮肟重排生成己内酰胺

  Scheme 16  Rearrangement of cyclohexanone oxime to caprolactam in microreactor

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  图式 17  离子液体催化的贝克曼重排

  Scheme 17  Ionic liquids catalyzed Beckmann rearrangement

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  图式 18  一锅法合成噁唑啉

  Scheme 18  One pot synthesis of oxazoline

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  图式 19  高价碘试剂引发的贝克曼重排

  Scheme 19  Beckmann rearrangement initiated by hypervalent iodine reagents

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  图式 20  氨基二肟合成噁二唑

  Scheme 20  Synthesis of oxadiazoles by aminodioximes

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  图式 21  贝克曼重排合成天然产物

  Scheme 21  Synthesis of isocryptolepine through Beckmann rearrangement

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  图式 22  串联的贝克曼重排/曼尼希环化反应

  Scheme 22  Tandem Beckmann rearrangement/Mannich cyclization reaction

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  图式 23  贝克曼重排合成杀虫剂

  Scheme 23  Synthesis of insecticides by Beckmann rearrangement

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  图式 24  贝克曼重排合成杀虫剂

  Scheme 24  Synthesis of insecticides by Beckmann rearrangement

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