国际留学生《有机化学》课程思政元素的挖掘*

宋 芸，毛麓嘉，孔杜林，钟 霞，高炳淼

(海南医学院海南省热带药用植物研发重点实验室，海南 海口 571199)

随着我国对外交流的日益增多以及综合国力的不断增强，来华留学生教育蓬勃发展。留学生作为一股特殊的力量，在“讲好中国故事，传播中国声音”方面发挥着不可估量的作用。因此，在对来华留学生的课堂教学中，要充分挖掘各类课程所包含的“思政”元素，在教学中真正做到“润物无声”。使他们能够接受良好系统的思政教育，培养“知华、友华、亲华”的国际友人，更好地弘扬中华文化。

在《有机化学》课程中，有许多重要的化学反应被冠以人名，以纪念首次发现或是对该反应做出深入研究、取得突出成就的科学家，这也是给予化学家们最崇高的嘉奖和荣誉。本文主要以我国科学家名字命名的化学反应为思政元素的切入点，润物无声地融入到相关章节的课堂教学中，使外国学生了解我国有机化学家对世界有机化学发展所做出的重要贡献，彰显文化自信。

1 Krische-涂永强醇α-烃基化反应

该反应泛指含α-氢的伯、仲醇在过渡金属催化下与烯烃进行α-烃基化生成仲、叔醇的反应。涂永强课题组[1]采用[RhCl(PPh3)3]与Lewis酸(BF3·OEt2)的协同作用，高选择性地实现了含氧氢键和多种碳-氢键的醇分子中的α-位碳氢键的直接烷基化反应(式1)。随后，该课题组[2]进一步采用廉价易得且具有较强Lewis酸性质的三氯化铁催化醇α-位与烯烃的直接烷基化反应(式2)。

(1)

(2)

2 李朝军偶联反应

该反应是指两个不同的C-H键断裂直接形成一个新的C-C键的反应。

根据这一模式，李朝军课题组[3]先后报道了叔胺α-碳与端炔在过氧叔丁醇和溴化亚酮催化下的氧化偶联反应(式3)；叔胺与硝基烷烃、叔胺与吲哚、叔胺与含活泼亚甲基化合物(式4)[4]之间的交叉偶联反应，并为此类反应取名CDC反应(交叉脱氢偶联反应)。

(3)

(4)

3 陆熙炎-Trost-Inoue 反应

该反应是指炔酮或炔酯等贫电子炔烃在过渡金属催化剂或三价膦的催化下异构生成共轭二烯酮的反应(式5)。

(5)

陆熙炎小组[5]首先报道了钌(II)催化下炔酮异构化为共轭二烯酮的反应。在后续研究中，该小组发现，铱(III)[IrH3(iPr3)2]是这个反应更好的催化剂，如果反应中加入催化量的叔膦，可降低反应温度到35 ℃。使用铱-三丁基膦作为催化剂，陆熙炎小组在80 ℃实现了炔酸酯的异构化反应。

4 麻生明末端炔不对称联烯化

该反应是指两个不对称联烯合成法：(1)在二苯基膦-1-萘/CuBr/ZnI2催化下的分步反应，用于对映选择性合成1，3-二取代α-联烯仲醇和叔醇(式6)[6]；(2)CuBr2催化的基于(S)-α，α-二苯基脯氨醇(A1)或(S)-α，α-二甲基脯氨醇(A2)为手性胺的不对称反应(式7)[7]。该反应底物普适性广，常见官能团不需保护，可以快速高效构建高对映纯的官能团化或非官能团化的1，3-二取代联烯。

(6)

(7)

5 Stork-赵康-Wittig碘烯烃化

α-碘代或α-甲氧基叶立德的Wittig 反应可用于烯烃、烯基碘或烯基甲醚的合成。α-碘代叶立德的Wittig反应称Stork-赵康-Wittig碘烯烃化反应。

赵康小组[8]发展了从鏻盐(1)出发立体选择性“一瓶”合成2-碘代-2-烯烃(2)的方法，称Zhao方法(式8)。

(8)

6 Ullmann-马大为反应

Ullmann缩合反应通常指的是铜介导或催化的芳基卤代物和氧、氮、硫、膦或碳等亲核试剂间的交叉偶联反应。

马大为发现，使用α-氨基酸作为配体能显著加速铜催化氨基酸与芳基卤代物间的偶联，该偶联反应不仅可以在温和的条件下(90 ℃)进行，而且氨基酸构型得到了很好的保持(式9)[9]。

(9)

该课题组又发现脂肪胺、N-芳香杂环与芳基卤代物的偶联可以在脯氨酸和铜催化剂作用下实现；二芳醚化反应可在90 ℃在N，N-二甲基甘氨酸和铜催化下实现。此外，铜/脯氨酸催化体系也可使芳基卤代物与叠氮化钠[10]、取代亚磺酸钠[11]、丙二酸酯[12](式10)及β-酮酯在温和条件下进行偶联，分别得到芳基叠氮化合物、芳基砜和芳基取代的丙二酸酯及β-酮酯等。

(10)

马大为在发展Ullmann缩合反应中的贡献主要有：(1)发现氨基酸配体在该反应中的加速作用，并发展了构型保持的手性氨基酸N-芳基化反应；(2)草酸二酰胺配体的发现解决了廉价易得的芳基氯化物不能用于Ullmann缩合反应的问题；(3)草酸二酰胺配体的发现提高了偶联效率，降低了铜催化剂的用量。因此，以氨基酸或草酸二酰胺为配体的Ullmann 缩合反应称为Ullmann-马大为反应。

7 麻生明氧化

麻生明氧化指以氧气(空气)为氧化剂，九水合硝酸铁、2,2,6,6-四甲基氮氧化合物(TEMPO)及其衍生物、氯化钠或氯化钾为催化剂，在室温下把醇氧化为醛[13](式11)或羧酸(式12)[14]、把仲醇氧化为酮的反应。该反应底物普适性及官能团兼容性良好，烷基醇、苄醇、烯丙醇、炔丙醇、联烯醇以及N-保护的吲哚醇均可被氧化为相应的醛或酮。

(11)

(12)

8 史一安不对称环氧化反应

随着手性药物及手性试剂的发展，立体选择性的对烯烃进行环氧化在合成方面具有重要意义。史一安教授利用果糖衍生的手性酮为催化剂，过硫酸氢钾或双氧水为氧化剂，完成了反式二取代烯烃、三取代烯烃、二烯、烯炔以及烯丙醇的高对映选择性不对称环氧化(式13)[15]。该反应催化剂容易制备、适用范围非常广，已经成为现代有机合成的重要工具之一。

(13)

9 黄鸣龙还原

黄鸣龙还原反应是指对Wolff-Kishner还原反应条件的改良。Kishner反应是醛或酮的腙与氢氧化钾和金属钠一起加热生成烃类的反应。Wolff反应是缩氨基脲或腙及无水乙醇和金属钠置于封管中加热生成烃类的反应。而黄鸣龙[16]改良的方法为：醛或酮与氢氧化钾或氢氧化钠及水合肼在二缩乙二醇或三缩乙二醇等高沸点溶剂中回流反应，生成相应的腙，反应过程中生成的水和过量的水合肼被不断蒸出，最后再将生成的腙加热到180～200 ℃生成还原产物(式14)。

(14)

相比Wolff-Kishner反应，改良后的黄鸣龙反应的优点有：(1)使用廉价易得的水合肼代替无水肼，使用水溶性的氢氧化钾或氢氧化钠代替金属钠；(2)在高沸点溶剂中，无需封管，反应在开放体系中进行；(3)反应时间大大缩短。因此，Wolff-Kishner-黄鸣龙反应操作方便、安全，适合于工业化生产。

10 陆煕炎[3+2]环加成反应

该反应是以联烯酸酯或丁炔酸酯为C3合成子，以贫电子烯烃为C2合成子，在三苯基膦或三丁基膦的催化下，环合生成环戊烯衍生物。反应存在区域选择性，可以生成两类双取代的环戊烯(式15)。使用贫电子亚胺代替烯烃，类似的[3+2]环合反应也能顺利发生，生成二氢吡咯衍生物(式16)[17]。

(15)

(16)

11 Norrish-杨念祖环化反应

该反应是含羰基化合物在光激发作用下发生分子内氢原子转移/环化生成环醇的反应(式17)[18]。当酮类化合物γ-碳上存在氢原子时，在光激发情况下发生1，5-氢迁移，γ-碳上氢原子迁移到羰基氧原子上，形成1，4-双碳自由基中间体，然后偶联生成环丁醇衍生物。这一过程后来被成功运用到各种环状醇的合成。

(17)

12 陈德恒重排反应

该反应是指α-乙酰氧基乙酸乙酯在二异丙基氨基锂(LDA)碱性条件下重排成2-羟基-3-酮酯。若用三甲基氯硅烷(TMSCl)或醋酐淬灭反应，可捕获其烯醇式而得到相应的2，3-二取代-α，β-不饱和酯(式18)。此反应的总体结果是分子内混合式Claisen缩合反应。由于α-乙酰氧基乙酸乙酯可由合适的羧酸与α-溴代乙酸酯反应制得，陈德恒重排反应可用易得的羧酸为初始原料构建新的C-C键及复杂的结构骨架[19]。

(18)

13 Roskamp-冯小明反应

重氮乙酸乙酯和醛在路易斯酸及手性配体催化下，伴随着氢的迁移和N2的离去生成手性β-酮酯的反应被称为Roskamp-冯小明反应(式19)。

(19)

冯小明教授以手性氮氧-Sc(OTf)3络合物催化剂实现了首例催化不对称Roskamp反应[20]。该研究成果被编入Elsevier公司2011年出版的《Organic Syntheses Based on Name Reactions》(第三版)，并被冠名为“Roskamp-Feng反应”。

14 张绪穆烯炔环异构化

1，6-烯炔类化合物在膦配位的铑催化剂的催化下进行高区域选择性不对称环化异构化生成五元杂环化合物(式20)。通过该反应可以方便地实现烯烃和炔烃分子内的不对称环化，高效地构筑一系列五元杂环化合物。

(20)

2014年，张绪穆教授[21]发展了首例手性铑催化剂催化的1，6-烯炔类化合物不对称环化异构化反应，因其重要性被国际化学权威著作“Name Reactions”收录，并被命名为“Zhang enyne cycloisomerization”。

15 结 语

留学生教育的实施不但可以促进我国教育事业的改革发展，还能够进一步提高我国高校教育在国际上的知名度。在国际留学生《有机化学》课程授课中，对以中国科学家名字而命名的化学反应的介绍和讲授，可以将中国科学家的贡献和科学精神进行传播，对培养“知华、友华、亲华”的国际友人发挥重要作用。