药用资源化学与药物分子工程丛书--药物及其中间体的电化学合成

19 世纪以来，电化学逐渐发展成熟，应用于储能、冶金、化学合成等研究领域。近年来，在绿色有机合成的背景下电化学合成逐渐发展成为一种公认的环境友好的合成方法，并成为国内外科学界的研究热点。与传统合成方法相比，电化学有机合成具有无需氧化剂及还原剂、反应条件温和、操作方便、容易控制、底物适用性广等优点，而且还可以实现传统方法无法实现的一些反应。因此，电化学有机合成方法在精细化工、环境保护、医药、农用化学品等领域和工业界均得到了广泛的运用。
药物及其中间体的合成是有机化学研究领域中一个重要的研究方向，其不仅能够促进有机合成方法学的发展与进步，同时在创新药物发现等方面也发挥着不可替代的作用。从1828 年化学家维勒人工合成尿素开始，经过近200 年的发展，有机合成化学取得了巨大的进步。然而，如何简洁高效地合成药物及其中间体是目前合成化学家们面临的新挑战。针对这一问题，近年来，许多新的有机合成方法被陆续开发出来，利用电子作为氧化剂的有机电化学合成已被证明是一种多用途和环境友好的合成方法，并在药物分子合成上得到了广泛的运用。
目前，专门介绍电化学合成药物分子及其关键中间体方面的书籍，特别是中文书籍，仍然比较缺乏。基于此，我们总结、评述了近年来国内外化学家们的研究成果和进展，编写了《药物及其中间体的电化学合成》一书，介绍了有机电化学合成在构建复杂药物分子及其中间体、天然产物中的应用实例，涵盖了近十年最新的进展。本书共十章，内容包括了电化学基本原理及电化学在天然产物、药物及其中间体合成中的运用。
第一章“有机电化学简介”系统地介绍了有机电化学合成的发展历史、基本原理以及基本装置等。
第二章“电化学合成含吲哚骨架的药物分子”介绍了吲哚衍生物的电化学合成和官能团化修饰，并对电化学在异赖氨酸、Hinckdentine A、Teleocidins B 和巴多昔芬等药物的关键中间体合成中的运用进行了详细的介绍。
第三章“电化学合成含C—S 键的药物分子”介绍了电化学构建含硫醚键、磺酰基以及硫杂环的药物分子及其中间体。
第四章“电化学介导芳环反应合成药物分子”主要介绍了电化学介导芳环-芳环偶联和电化学介导芳烃氧化环加成，并对电化学合成天然产物Alliacol A、双四氢呋喃类木脂素、Asatone、Discorhabdin C 以及Ossamycin 等关键中间体进行了详细的介绍。
第五章“电化学合成含三氟甲基的药物分子”介绍了电化学介导碳氢三氟甲基化、烯烃的胺（醇、酯）化三氟甲基化、烯酸的脱羧三氟甲基化以及电化学介导三氟甲基化环化反应。
第六章“电化学介导胺类化合物反应合成药物分子”介绍了电化学介导胺的非环化以及胺的环化反应合成各类含氮天然产物，例如生物碱、雄激素受体调节剂、天然产物Phenalaydon 等。
第七章“电化学介导不饱和烃的反应合成药物分子”主要对电化学介导烯烃非环双官能团化和不饱和烃的环化反应在天然产物以及生物活性分子合成方面的应用进行了详细的介绍。
第八章“电化学合成含螺环骨架药物分子”对电化学合成螺环丙烷化合物、螺吲哚酮化合物、螺环己二烯酮化合物以及其他杂螺环化合物进行了介绍。
第九章和第十章分别对电化学构建的含C—O 和C—Se/P 键、杂杂键的药物及生物活性分子进行了详细介绍，并对目前电化学构建这些生物活性分子所存在的局限性进行了综合评述。
本书内容既注重电化学反应类型及反应机理的介绍，同时又重点阐述了电化学在天然产物、药物分子及其中间体合成中的运用。因此，本书既适合电化学、电催化、有机合成、药物合成、天然产物合成等研究领域的研究生使用，也可供从事电化学及相关领域的科研工作者参考。
本书由潘英明任主编，莫祖煜、唐海涛、蒙秀金任副主编。另外，研究生周鹤洋、欧楚鸿、潘永周、黄小英和王倩也对本书的编写作出了一定的贡献。
本书的出版得到广西师范大学-省部共建药用资源化学与药物分子工程国家重点实验室的资助，在此表示感谢！
本书在编写过程中参考了国内外电化学书籍的一些内容，在此深表谢意。鉴于编者学术水平及学术视野有限，难免有不当和疏漏之处，恳请读者批评指正。

编者
2023 年4 月

《药物及其中间体的电化学合成》全书共十章，第一章系统地介绍了有机电化学合成的发展历史、基本原理以及基本装置等；第二章介绍了吲哚衍生物的电化学合成和官能团化修饰；第三章介绍了电化学构建含硫醚键、磺酰基以及硫杂环的药物分子及其中间体；第四章介绍了电化学介导芳环-芳环偶联和芳烃氧化环加成反应及其在药物分子合成中的应用；第五章介绍了电化学介导碳氢三氟甲基化、烯烃的胺（醇、酯）化三氟甲基化、烯酸的脱羧三氟甲基化以及电化学介导三氟甲基化环化反应等；第六章介绍了电化学介导胺的非环化以及胺的环化反应合成各类含氮天然产物；第七章主要介绍了电化学介导烯烃非环双官能团化和不饱和烃的环化反应在天然产物以及生物活性分子合成方面的应用；第八章介绍了电化学合成螺环丙烷化合物、螺吲哚酮化合物、螺环己二烯酮化合物以及其他杂螺环化合物等；第九和第十章分别对电化学构建的含C—O 键和C—Se/P 键、杂杂键的药物分子进行了详细的介绍。
《药物及其中间体的电化学合成》既适合电化学、电催化、有机合成、药物合成、天然产物合成等研究领域的研究生使用，也可供从事电化学及相关领域的科研工作者参考。

第一章 有机电化学合成简介 001
1.1 有机电化学合成发展简介 002
1.2 有机电化学合成基本原理 003
1.3 有机电化学合成装置 004
1.3.1 电源及常见电解方式 004
1.3.2 电极 004
1.3.3 溶剂与电解质 006
1.3.4 溶剂中的双电层体系 007
1.3.5 常见的实验室有机电化学合成装置 008
1.4 有机电化学合成反应监测 009
1.4.1 循环伏安法 011
1.4.2 电流效率 012
1.5 有机电化学在药物合成中的应用 013
参考文献 014

第二章 电化学合成含吲哚骨架的药物分子 015
2.1 电化学构建吲哚骨架 016
2.1.1 电化学氧化构建吲哚骨架 017
2.1.2 电化学还原构建吲哚骨架 025
2.2 电化学氧化修饰吲哚骨架 025
2.2.1 电化学直接氧化修饰吲哚骨架 026
2.2.2 电化学间接氧化修饰吲哚骨架 030
2.2.3 电化学多组分氧化修饰吲哚骨架 034
2.3 电化学还原修饰吲哚骨架 037
2.4 总结与展望 040
参考文献 041

第三章 电化学合成含C—S 键的药物分子 045
3.1 电化学构建含硫醚键的药物分子 046
3.2 电化学构建含磺酰基的药物分子 057
3.2.1 电化学氧化磺酰化构建C(sp)-磺酰基药物分子 058
3.2.2 电化学氧化磺酰化构建含C(sp2)-磺酰基药物分子 061
3.2.3 电化学氧化磺酰化构建含C(sp3)-磺酰基药物分子 067
3.3 电化学构建含硫杂环的药物分子 069
3.4 总结与展望 071
参考文献 071

第四章 电化学介导芳环反应合成药物分子 073
4.1 电化学介导的芳环-芳环偶联合成药物分子 074
4.2 电化学介导芳烃氧化环加成合成药物分子 088
4.3 总结与展望 089
参考文献 089

第五章 电化学合成含三氟甲基的药物分子 093
5.1 电化学介导碳氢三氟甲基化 095
5.2 电化学介导烯烃的胺（醇、酯）化三氟甲基化 099
5.3 电化学介导烯酸的脱羧三氟甲基化 105
5.4 电化学介导三氟甲基化环化 106
5.5 总结与展望 112
参考文献 112

第六章 电化学介导胺类化合物反应合成药物分子 115
6.1 电化学介导胺的非环化构建氮杂键 116
6.2 电化学介导胺的环化构建氮杂环 127
6.3 总结与展望 138
参考文献 138

第七章 电化学介导不饱和烃的反应合成药物分子 141
7.1 电化学介导烯烃非环双官能团化 143
7.2 电化学介导不饱和烃的环化 155
7.2.1 电化学介导的烯烃双官能团分子内环化 155
7.2.2 电化学介导的炔烃双官能团分子内环化 158
7.2.3 电化学介导的烯烃双官能团分子间环化 161
7.2.4 电化学介导的炔烃双官能团分子间环化 167
7.3 总结与展望 170
参考文献 170

第八章 电化学合成含螺环骨架药物分子 173
8.1 电化学介导螺环丙烷化合物的合成 175
8.2 电化学介导螺吲哚酮化合物的合成 180
8.3 电化学介导螺环己二烯酮化合物的合成 185
8.4 电化学介导其他杂螺环化合物的合成 189
8.5 总结与展望 190
参考文献 191

第九章 电化学合成含C—O 键的药物分子 195
9.1 电化学介导烷烃类化合物构建C—O 键 196
9.2 电化学介导不饱和烃的环化构建C—O 键 205
9.3 电化学介导芳烃化合物构建C—O 键 211
9.4 总结与展望 220
参考文献 221

第十章 电化学合成含C—Se/P 键、杂杂键的药物分子 225
10.1 电化学构建C—Se 键 226
10.2 电化学构建C—P 键 233
10.3 电化学构建杂杂键 242
10.4 总结与展望 246
参考文献 247