De cyanogroep heeft een sterke polariteit en elektronenabsorptie, waardoor deze diep in het doelwitproteïne kan doordringen en waterstofbruggen kan vormen met belangrijke aminozuurresiduen in de actieve site. Tegelijkertijd is de cyanogroep het bio-elektronische isostere lichaam van carbonyl-, halogeen- en andere functionele groepen, wat de interactie tussen kleine geneesmiddelmoleculen en doelwitproteïnen kan versterken. Daarom wordt de cyanogroep veelvuldig gebruikt bij de structurele modificatie van geneesmiddelen en pesticiden [1]. Representatieve geneesmiddelen die cyanogroepen bevatten zijn onder andere saxagliptine (Figuur 1), verapamil en febuxostat; landbouwgeneesmiddelen zijn onder andere bromofenitril en fipronil. Daarnaast hebben cyanoverbindingen ook een belangrijke toepassingswaarde op het gebied van geurstoffen, functionele materialen en dergelijke. Citronitril is bijvoorbeeld een internationaal nieuwe nitrilgeurstof, en 4-broom-2,6-difluorbenzonitril is een belangrijke grondstof voor de bereiding van vloeibare kristalmaterialen. Het is duidelijk dat cyanoverbindingen vanwege hun unieke eigenschappen op grote schaal worden gebruikt in diverse vakgebieden [2].

De cyanogroep heeft een sterke polariteit en elektronenabsorptie, waardoor deze diep in het doelwitproteïne kan doordringen en waterstofbruggen kan vormen met belangrijke aminozuurresiduen in de actieve site. Tegelijkertijd is de cyanogroep het bio-elektronische isostere lichaam van carbonyl-, halogeen- en andere functionele groepen, wat de interactie tussen kleine geneesmiddelmoleculen en doelwitproteïnen kan versterken. Daarom wordt de cyanogroep veelvuldig gebruikt bij de structurele modificatie van geneesmiddelen en pesticiden [1]. Representatieve geneesmiddelen die cyanogroepen bevatten zijn onder andere saxagliptine (Figuur 1), verapamil en febuxostat; landbouwgeneesmiddelen zijn onder andere bromofenitril en fipronil. Daarnaast hebben cyanoverbindingen ook een belangrijke toepassingswaarde op het gebied van geurstoffen, functionele materialen en dergelijke. Citronitril is bijvoorbeeld een internationaal nieuwe nitrilgeurstof, en 4-broom-2,6-difluorbenzonitril is een belangrijke grondstof voor de bereiding van vloeibare kristalmaterialen. Het is duidelijk dat cyanoverbindingen vanwege hun unieke eigenschappen op grote schaal worden gebruikt in diverse vakgebieden [2].

2.2 Elektrofiele cyanidatiereactie van enolboride

Het team van Kensuke Kiyokawa [4] gebruikte cyanide-reagentia n-cyano-n-fenyl-p-tolueensulfonamide (NCTS) en p-tolueensulfonylcyanide (tscn) om een ​​zeer efficiënte elektrofiele cyanidatie van enolboorverbindingen te bereiken (Figuur 3). Via dit nieuwe schema kunnen verschillende β-acetonitril en een breed scala aan substraten worden gebruikt.

2.3 Organische katalytische stereoselectieve silicocyanidereactie van ketonen

Onlangs rapporteerde het team van Benjamin List [5] in het tijdschrift Nature de enantiomere differentiatie van 2-butanon (Figuur 4a) en de asymmetrische cyanidereactie van 2-butanon met enzymen, organische katalysatoren en overgangsmetaalkatalysatoren, waarbij HCN of tmscn als cyanidereagens werd gebruikt (Figuur 4b). Met tmscn als cyanidereagens werden 2-butanon en een breed scala aan andere ketonen onderworpen aan zeer enantioselectieve silylcyanidereacties onder de katalytische omstandigheden van idpi (Figuur 4C).

Figuur 4 A, enantiomere differentiatie van 2-butanon. b. Asymmetrische cyanidatie van 2-butanon met enzymen, organische katalysatoren en overgangsmetaalkatalysatoren.

c. Idpi katalyseert de zeer enantioselectieve silylcyanidereactie van 2-butanon en een breed scala aan andere ketonen.

2.4 Reductieve cyanidatie van aldehyden

Bij de synthese van natuurproducten wordt het groene tosmic gebruikt als cyanidereagens om sterisch gehinderde aldehyden gemakkelijk om te zetten in nitrilen. Deze methode wordt verder gebruikt om een ​​extra koolstofatoom in aldehyden en ketonen te introduceren. Deze methode is van constructieve betekenis in de enantiospecifieke totale synthese van jiadifenolide en is een sleutelstap in de synthese van natuurproducten, zoals de synthese van natuurproducten als clerodaan, caribenol A en caribenol B [6] (Figuur 5).

2.5 Elektrochemische cyanidereactie van organische amine

Als groene synthesetechnologie wordt organische elektrochemische synthese veelvuldig gebruikt in diverse gebieden van de organische synthese. De laatste jaren besteden steeds meer onderzoekers er aandacht aan. Het team van Prashanth W. Menezes [7] rapporteerde onlangs dat aromatische of alifatische aminen direct geoxideerd kunnen worden tot de overeenkomstige cyanoverbindingen in een 1 M KOH-oplossing (zonder toevoeging van cyanidereagens) met een constant potentiaal van 1,49 V/hE met behulp van een goedkope Ni2Si-katalysator, met een hoge opbrengst (Figuur 6).

03 samenvatting

Cyanidatie is een zeer belangrijke organische synthesereactie. Uitgaande van het idee van groene chemie worden milieuvriendelijke cyanidereagentia gebruikt ter vervanging van traditionele giftige en schadelijke cyanidereagentia, en worden nieuwe methoden zoals oplosmiddelvrije, niet-katalytische en microgolfbestraling gebruikt om de reikwijdte en diepte van het onderzoek verder uit te breiden, zodat enorme economische, sociale en milieuvoordelen in de industriële productie worden gegenereerd [8]. Met de voortdurende vooruitgang van wetenschappelijk onderzoek zal de cyanidereactie zich ontwikkelen in de richting van hoge opbrengst, economische efficiëntie en groene chemie.