可见光促进下氟烷基砜对芳基烯烃的自由基氟烷基化反应

自由基氟烷基化是向有机分子中引入氟烷基的一类非常重要的方法,也是目前有机化学研究的热点之一.近几年来,由于广泛的官能团兼容性和温和的反应条件等优点,可见光促进的氧化还原催化反应得到了长足的发展,已经成为化学键的构建和活化的有力工具.因此,光氧化还原催化的自由基氟烷基化反应,作为向有机化合物中引入氟烷基的有效途径,受到了广泛关注.本文报道了我们发展的氟烷基砜作为一类方便易得的新型氟烷基自由基前体,在可见光氧化还原催化下实现对烯烃的自由基氟烷基化反应.该反应可以高效地向芳基烯烃中引入三氟甲基、二氟甲基、1,1-二氟乙基、苯基二氟甲基等各种含氟烷基基团,并实现对芳基烯烃的双官能团化转化.     

可见光促进的自由基型三重键插入反应在多取代芳(杂)环合成中的应用

综述了本课题组近年来在利用可见光促进的自由基型三重键插入反应合成多取代芳香化合物方面的研究进展.使用异腈插入反应构建了邻位取代吡啶、1-位取代异喹啉和6-位取代的菲啶衍生物;使用炔烃插入反应合成了多取代的萘酚和呋喃及异喹啉酮衍生物;还利用异腈/炔烃的多米诺插入反应构建了喹啉衍生物和异腈/氰基的多米诺插入反应构建了喹喔啉衍生物.这些反应都是在可见光促进的光氧化还原条件下进行,反应条件温和,产率较高.     

可见光促进(氮杂)芳香胺与重氮乙酸乙酯的N-烷基化反应

本工作利用可见光催化剂和Lewis酸双催化体系,在可见光条件下实现了重氮乙酸乙酯与苯胺衍生物或氮杂芳烃的N-烷基化反应,合成了一系列α-氨基酸类化合物.该反应条件温和,有良好的官能团兼容性和底物普适性.机理验证实验证明该反应涉及了自由基机理,由重氮烷在光催化剂作用下通过proton-coupledelectrontransfer(PCET)过程形成了烷基自由基,并在Lewis酸催化作用下与胺发生自由基偶联反应形成N-烷基化产物.这种新的催化机制进一步丰富了重氮化合物在可见光化学反应中的应用类型与范围.     

爪哇毛霉脂肪酶催化合成2-氨基噻吩衍生物

以α-活性亚甲基腈和2,5-二羟基-1,4-二噻烷为原料,通过爪哇毛霉脂肪酶催化的Gewald反应合成了一系列2-氨基噻吩类化合物.该方法与传统的化学催化方法相比,具有反应条件温和、催化剂可生物降解、底物适用范围较宽泛等优点.     

荧光染料和镍协同催化的脱羧羰基化反应

在荧光染料与镍协同催化下,以N-苯甲酰基琥珀酰亚胺类化合物为羰基化试剂,实现了α-氨基酸的脱羧羰基化反应.该反应以较好的收率(最高可达78%)合成了16种含α-氨基酮的衍生物,光转化效率最高可达3.25×10^-1mmol/(kW·h).此外,提出了该光催化反应的可能机理:α-氨基羧酸在可见光催化下生成α-氨基烷基自由基,并进入镍催化循环中,经过氧化加成和还原消除过程后生成α-氨基酮类化合物.该反应可以在温和条件下合成不同种类的α-氨基酮类化合物,显示了良好的底物适应性,可能在含有α-氨基酮的药物分子合成及肽的化学修饰等方面具有很广泛的应用价值.     

过渡金属与光氧化还原协同催化的烯丙基取代反应的研究进展

过渡金属催化的烯丙基取代反应是一类重要且实用的有机化学反应, 可以立体选择性地高效构建碳-碳键和碳-杂键. 可见光氧化还原催化可以利用绿色清洁的可见光能源在较为温和的条件下产生自由基或者自由基离子等高反应活性的反应中间体, 被广泛地应用于有机合成中, 逐渐发展成为一种重要的合成工具. 鉴于烯丙基取代反应的重要性, 过渡金属与光氧化还原协同催化的烯丙基取代反应逐渐引起化学家的兴趣. 该协同催化的策略可以实现单一过渡金属催化难以实现的烯丙基取代反应, 反应的区域选择性和立体选择性也体现出不同的特点, 有望发展成为单一金属催化的烯丙基取代反应的重要补充. 本文综述了近年来不同过渡金属与可见光氧化还原协同催化的烯丙基取代反应的研究进展.     

可见光促进的光氧化还原催化的三氟甲基化反应

全氟烷基化反应,特别是三氟甲基化反应一直是有机化学领域的研究热点。近几年来,可见光促进的光氧化还原催化的有机化学反应,因其本身所固有的条件温和、绿色和环保等优点而倍受合成化学家的青睐。该方法学也被成功地应用于一系列三氟甲基化反应。本文主要按照三氟甲基源分类,总结了近年来可见光促进的光氧化还原催化的三氟甲基化反应的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

由α-氰基二硫缩烯酮制备多取代喹唑啉酮化合物

以α-氰基乙酸甲酯为起始原料,经与二硫化碳、碘甲烷反应先得到α-氰基二硫缩烯酮1,1与苯乙酮2反应得2H-吡喃-2-酮-3-腈化物3,碱诱导下3再与丙二腈经环转化得到多取代邻氨基芳香腈4,4与酮5在氢氧化钠催化下环化得到多取代喹唑啉酮目标物6.这组连续转化合成多取代喹唑啉酮的反应具有原料简便、反应温和等优点.     

催化转移氢化还原腈类化合物成胺

本文报道了在碱性条件下, 用水合肼处理氯化镍(NiCl2.6H2O)得到活性镍催化剂, 不经分离直接用于催化转移氢化还原腈类化合物成胺。方法温和简便, 收率中等(35～82%)。α, β-不饱和腈还原时收率较低(12～17%)。     

氧化锰晶体作为催化材料调控氨氧化反应产物选择性

有机腈类化合物作为一类重要的化工原料,被广泛应用于医药/农药制造、精细化学品合成和高性能纤维/橡胶生产中.传统合成有机腈类化合物一般使用剧毒的氰化物作为腈化试剂,这类氰化物在危害人体健康的同时,也会严重污染生态环境.针对无氰化物的腈化过程,发展了很多新的反应路线,其中,采用氨气作为氮源的直接氨氧化引起了广泛关注.在该反应中,高温气固相氨氧化反应容易发生过氧化等副反应.与之相比,液相体系中的氨氧化过程反应条件则相对温和,可以有效抑制过氧化.但是,在液相反应中,腈类产物很容易被水合成酰胺类化合物,从而导致该反应的产物选择性大幅降低.本文研究发现,通过改变氧化锰晶体结构可以有效地调控醇类分子氨氧化反应中腈和酰胺产物的选择性.MnO2(包括α,β,γ和δ相)催化的氨氧化过程中,主要得到了酰胺(选择性>99.0％),而在相同反应条件下,α-Mn2O3却可以高选择性地催化醇氨氧化到腈类产物(选择性>99.0％),在该体系中,即使额外增加反应体系中水和催化剂的用量,腈类产物依然不会转化为酰胺产物.动力学研究结果表明,α-Mn2O3催化腈水合到酰胺的反应速率几乎为零,这说明该类催化剂可以有效抑制腈水合反应.原位红外光谱结果表明,α-Mn2O3表面无法有效活化水分子,并且对腈类分子的吸附较弱,这些因素都导致了腈水合反应难以进行,从而可以高选择性地形成腈类化合物.与之相反,MnO2催化材料则可以高效地活化水分子,并且对腈类分子吸附较强,从而有效促进了水合反应并获得了酰胺产物.综上,通过调控氧化锰的晶体类型就可以简单、有效地改变氨氧化反应中的产物选择性.即使在苛刻的反应条件下,例如较大量的水存在下,α-Mn2O3催化的反应体系中依然可以高选择性地获得腈类化合物.本文为高效调控氨氧化反应的产物选择性提供了一个可靠方案.     

铜催化自由基介导的不对称氰基化反应研究进展

手性腈类化合物不仅广泛存在于具有生物活性的天然产物和药物分子中,也是有机合成中一类非常重要的结构单元.因此,发展不对称催化的方法来高立体选择地构建含氰基取代的手性中心具有十分重要的研究价值和意义.合成腈类化合物传统常用的方法主要集中在亲电加成反应和烯烃的氢氰化反应等,所用的氰基化试剂毒性较大,反应条件较为苛刻.相较于这...     

可见光诱导烷基羧酸及其衍生物的脱羧偶联反应研究进展

烷基羧酸广泛存在于自然界之中,科研工作者一直致力于开发以来源丰富的烷基羧酸及其衍生物作为起始原料的反应.烷基羧酸及其衍生物在可见光氧化还原作用下可以高效地生成烷基自由基,从而在温和条件下用于构筑各类化学键.以可见光催化烷基羧酸及其衍生物的脱羧自由基反应类型为线索,系统地综述了近年来在可见光条件下烷基羧酸及其衍生物的脱羧官能团化反应研究进展.     

可见光促进三级胺α位C(sp^3)-H键的胺化反应研究

报道了可见光催化氧化还原循环促进三级胺α位C(sp^3)-H键的胺化反应.该反应使用简单、易得的N-苯甲酰氧基邻苯二甲酰亚胺为氨基自由基前体,利用廉价、可再生的可见光作为绿色能源,首次实现了一系列N,N-二甲基苯胺衍生物的α位C(sp^3)-H键的直接胺化.该方法涉及双自由基交叉偶联机理,具有条件温和、收率与官能团兼容性良好以及底物适用范围广的特点,为三级胺类化合物的官能团修饰提供了一种简单、安全、便利的新途径.     

可见光催化炔烃串联氰基烷基磺酰化/环化（英文）

报道了一种在无过渡金属条件下可见光催化炔烃与环酮肟衍生物的串联氰基烷基磺酰化/环化反应,通过SO_2的插入合成2-氰基烷基磺酰基-9H-吡咯并[1,2-a]吲哚.该碳碳叁键的双官能团化包括自由基机理,依次经历了亚胺自由基的形成、环酮的开环、SO_2的插入、磺酰基对碳碳叁键的加成、分子内环化和异构化.     

可见光/镍协同催化烯烃和炔烃双官能团化反应研究进展

可见光氧化还原催化与金属镍催化的联姻,使得在极为温和条件下构建挑战性化学键成为可能.然而,大多数协同催化体系只能构建单一的碳-碳键或碳-杂原子键.近些年来,可见光/镍协同催化在烯烃及炔烃分子间双官能团化反应领域引起了广泛关注.该协同催化级联模式可以一步构建多个化学键,为复杂结构单元的快速高效构筑提供了温和且高选择性的方...     

三氯异氰尿酸作为氯源实现α-氰基酮和1,3-二羰基类化合物的氯化

报道了以三氯异氰尿酸作为氯源,在室温条件下高效实现了α-氰基酮类化合物和1,3-二羰基类化合物氯化反应的研究.该反应过程条件温和,无需额外添加氧化剂或碱.     

Lewis碱催化的α-胺基腈及氰醇的烯丙基官能团化反应研究及应用

对我们研究小组近几年在Lewis碱催化具有α-位氢的α-胺基腈类及氰醇类化合物与Morita-Baylis-Hillman(MBH)加合物立体选择性的烯丙基化反应方面取得的初步成果进行了小结.通过与MBH加合物的烯丙基取代反应,有效地构建了具有α-位季碳结构单元的多官能团腈类衍生物,而且基于此发展了一类非金属催化的烯烃分子内氰官能团化反应,构建了β-位有季碳结构单元的官能团化的腈类化合物.此外对影响反应的可能因素也做了讨论,提出了可能的反应机理.     

可见光促进的叔胺C—H官能团化反应

叔胺是多种药物分子和天然产物的重要结构组成部分.可见光促进叔胺C—H官能团化反应近年来受到了广泛的关注,为药物分子、生物碱类天然产物的合成提供了便利.基于光氧化还原催化策略,可见光能够诱导叔胺通过单电子转移(SET)过程产生的亚胺正离子或氨基碳自由基中间体,这些中间体能够参与多种类型的有机反应,实现叔胺C—H官能团化.对近年来光氧化还原催化叔胺C—H研究进行了分类和综述.     

三组分反应合成多官能团化α-氰基噻吩的简便方法

本文报道了一种利用多组分反应合成α-氰基噻吩的新方法. 在碱存在条件下, β-二羰基化合物、二硫化碳和溴乙腈经过连续的多步反应, “一锅”合成多官能团化的α-氰基噻吩. 该方法简洁, 条件温和, 产率高.     

光/铜共催化远程C—H键的不对称氰基化反应

以N-烷氧基邻苯二甲酰亚胺为底物, 利用光与铜共催化, 在蓝光照射下, 实现了远程C—H键不对称氰基化反应. 反应中涉及氧自由基的1,5-氢迁移过程, 结合铜催化自由基接力的策略, 以良好到优秀的对映选择性、单一的区域选择性得到了芳基取代的烷基醇类衍生物δ-位C—H键不对称氰基化产物. 该方法条件温和, 具有较好的官能团兼容性以及底物普适性, 为光学活性的δ-氰基醇类化合物的合成提供了高效方法.