铑催化环丙醇类化合物基于C—C键断裂的胺化和烷基化反应研究

本文将环丙醇C—C键活化与乃春/卡宾的迁移插入相结合,发展了一种简单高效的铑催化环丙醇开环官能化体系,实现了环丙醇的胺化和烷基化反应,构建了一系列重要的β-官能化的酮类化合物.该体系以易于制备的二恶唑酮和重氮化合物为乃春/卡宾前体,以水为溶剂,生成的副产物为CO_2和N_2.该反应条件温和,操作简单且底物的适用范围宽泛,为β-官能化的酮类化合物的合成提供新途径.     

含噻二唑环的阴离子聚合引发剂在合成双官能团聚氧化乙烯中的应用

以氧化乙烯开环聚合为探针反应,考察了含噻二唑环的新型阴离子聚合引发剂(TDZ-K)的引发活性。反应在非均相中进行,分别用甲醇和甲基丙烯酰氯封端,得含双官能团的氧化乙烯聚合产物,其结构经IR,1H NMR,UV,VPO和GPC表征。加入乙酰丙酮,18-冠-6及PEO作助剂,有助于提高TDZ-K的引发活性。     

铜催化苯硼酸与苯并呋咱-1-氧化物的胺化反应

C-N键普遍存在于药物和有机功能分子中,传统构建C-N键的方法包括Goldberg反应、Buchwald-Hartwig偶联、Chan-Lam偶联和C-H键活化胺化.虽然这些方法都可以高效构建C-N键,但它们需要使用官能化的芳基底物、官能化的胺化试剂或在氧化条件下进行.理想的胺化反应应在氧化还原中性条件下进行,更为理想的则是在引入氨基的同时引入另外一个官能团.实现这个目标最直接的策略就是使用氮杂环,通过N-E(E=N或O)键的断裂,N原子和E原子可同时被引入.最近我们课题组利用氨茴内酐和氮杂苯并降冰片烯的C-H键活化反应成功实现了这种双官能团化.尽管该法很有吸引力,但是要通过氮杂环的断裂实现双官能团化,需要发生非张力环的开环,这在热力学上是非常不利的.苯并呋咱-1-氧化物可以开环得到邻二硝基苯中间体.基于对胺化反应的兴趣,我们推测苯并呋咱1-氧化物可以作为一个胺化试剂实现苯硼酸的胺化.尽管亚硝基苯对芳基硼酸进行简单的胺化已经被报道,但需要化学计量的铜盐,或是引入还原剂.因此本文报道铜催化的苯硼酸的胺化反应,该反应以苯并呋咱1-氧化物为胺化试剂,在温和及氧化还原中性条件下成功实现了双官能团化.本文共完成了31个不同官能团取代的硝基苯胺骨架结构的合成,反应均以中等到良好的收率得到目标产物,最高收率可达99%.为了增加反应的实用性,我们还进行了放大实验,实验表明,当苯并呋咱-1-氧化物的量由0.2 mmol放大至4 mmol时,反应仍能以较高的收率得到目标产物.此外,目标产物通过进一步的衍生化反应还可方便地转化为其他杂环类化合物.例如,在PPh3作用下,通过还原环化作用可生成吩嗪.在钯催化下可发生分子内碳氢键氧化反应得到咔唑类化合物.通过还原及重氮化反应还可方便地转化为苯并三唑.总之,我们以苯并呋咱-1-氧化物为胺化试剂,在铜催化下成功实现了苯硼酸的胺化反应,合成了一系列双官能团化产物.该催化体系反应条件温和,底物适用范围广,对各种官能团具有很好的兼容性.     

铜催化苯硼酸与苯并呋咱-1-氧化物的胺化反应（英文）

C-N键普遍存在于药物和有机功能分子中,传统构建C-N键的方法包括Goldberg反应、Buchwald-Hartwig偶联、Chan-Lam偶联和C-H键活化胺化.虽然这些方法都可以高效构建C-N键,但它们需要使用官能化的芳基底物、官能化的胺化试剂或在氧化条件下进行.理想的胺化反应应在氧化还原中性条件下进行,更为理想的则是在引入氨基的同时引入另外一个官能团.实现这个目标最直接的策略就是使用氮杂环,通过N-E(E=N或O)键的断裂,N原子和E原子可同时被引入.最近我们课题组利用氨茴内酐和氮杂苯并降冰片烯的C-H键活化反应成功实现了这种双官能团化.尽管该法很有吸引力,但是要通过氮杂环的断裂实现双官能团化,需要发生非张力环的开环,这在热力学上是非常不利的.苯并呋咱-1-氧化物可以开环得到邻二硝基苯中间体.基于对胺化反应的兴趣,我们推测苯并呋咱1-氧化物可以作为一个胺化试剂实现苯硼酸的胺化.尽管亚硝基苯对芳基硼酸进行简单的胺化已经被报道,但需要化学计量的铜盐,或是引入还原剂.因此本文报道铜催化的苯硼酸的胺化反应,该反应以苯并呋咱1-氧化物为胺化试剂,在温和及氧化还原中性条件下成功实现了双官能团化.本文共完成了31个不同官能团取代的硝基苯胺骨架结构的合成,反应均以中等到良好的收率得到目标产物,最高收率可达99%.为了增加反应的实用性,我们还进行了放大实验,实验表明,当苯并呋咱-1-氧化物的量由0.2 mmol放大至4 mmol时,反应仍能以较高的收率得到目标产物.此外,目标产物通过进一步的衍生化反应还可方便地转化为其他杂环类化合物.例如,在PPh_3作用下,通过还原环化作用可生成吩嗪.在钯催化下可发生分子内碳氢键氧化反应得到咔唑类化合物.通过还原及重氮化反应还可方便地转化为苯并三唑.总之,我们以苯并呋咱-1-氧化物为胺化试剂,在铜催化下成功实现了苯硼酸的胺化反应,合成了一系列双官能团化产物.该催化体系反应条件温和,底物适用范围广,对各种官能团具有很好的兼容性.     

手性高价碘试剂诱导的烯烃不对称官能团化反应研究进展

手性高价碘试剂诱导的烯烃官能团化是获得对映体富集的手性分子和具有生物活性天然产物的基本方法,是不对称合成中一个崭新且富有成效的领域之一.纵观20年来该领域的发展,在手性高价碘诱导下,一方面通过分子间的官能团化实现了双键的双磺酰氧基化、双乙酰氧基化、双卤化、双胺化、羟基化-磺酰氧基化、卤化-烷基化及羰基化等,对映选择性地合成了各种官能团化的产物;另一方面通过分子内的氧化内酯化、醚化、酰胺化、芳基化等反应,对映选择性地合成了γ-丁内酯、色满环、异色满环、噁唑烷酮、哌啶、吡咯烷、氮杂环丙烷等各种环状化合物,为手性杂环化合物的合成提供了有效途径.此外,由于手性高价碘高效诱导烯烃发生各种官能团化,提供了优秀的产率和对映选择性,因此,该方法学已被用于天然产物的全合成中.就近二十年来手性高价碘试剂诱导的烯烃官能团化及其在天然产物全合成中的应用进行综述.     

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.     

环丁醇开环官能化反应:通过C—C键断裂区域选择性构建γ位取代脂肪酮的新策略

环丁醇开环官能化反应是制备γ位取代脂肪酮的重要策略之一。通过区域选择性的C—C键断裂和新化学键(例如:C—C、C—N、C—O、C—F键等)的构建,环丁醇开环反应可以高效地在羰基的γ位引入各种各样的取代基团。环丁醇的开环反应途径主要分为两种:1)通过过渡金属钯和铑催化的β-碳消除反应开环;2)自由基历程的环丁醇单电子氧化开环。本文依据不同的开环反应机理,对环丁醇的开环官能化反应进行了阐述和展望。     

离子液体在不对称催化反应中的应用进展

综述了近年来离子液体在不对称催化反应中的应用,包括不对称Aldol反应、不对称氟化反应、酶催化的不对称还原反应、不对称催化氢化反应、不对称硅腈化反应、不对称环丙烷化反应、烯丙基的不对称取代反应、环氧化物的不对称开环反应、不对称环氧化反应、烯烃的不对称双羟基化反应、酶催化的醇的动力学拆分。参考文献43篇。     

可见光促进的炔烃的双官能团化反应

炔烃是一类易于制备且来源广泛的化合物,具有很高的反应活性.炔烃的双官能团化反应是一种直接、高效地构建各类有用分子骨架的策略.可见光作为一种绿色、清洁、来源广泛且丰富的能源,近几年在化学领域受到广泛关注,在烯烃的双官能团化等反应中有着重要应用.可见光促进的炔烃双官能团化反应在过去几年也得到了迅猛的发展.本综述从可见光促进的自由基历程,以及可见光促进与过渡金属联用两个方面讨论了可见光促进的炔烃双官能团化反应.可见光催化剂具有独特的单电子氧化还原特性,可与底物发生单电子转移,生成相应的自由基.一方面,各类型自由基如碳(sp~3, sp~2)自由基和杂原子(P, S, N, Se, Br, O)自由基可在可见光促进下生成,与碳碳叁键发生自由基加成反应后,生成的烯基自由基在之后的转化中形成双官能团化产物.自由基加成炔烃策略已被应用于一系列有用分子骨架的构建.然而,该策略在内炔烃及脂肪族炔烃上表现不佳.同时,其区域选择性和立体选择性也尚待提高.作为补充,可见光促进的单电子氧化还原形成1,3-偶极子与炔烃发生环加成反应的策略也在近期得到发展,但该类反应因需要特定的反应前体而受到限制.另一方面,可见光促进的单电子氧化炔烃,进而与亲核试剂反应的方法同样在近期得到发展.该方法为炔烃的双官能团化反应提供了新的思路.然而,炔烃较高的还原电势是该方法尚待解决的一个难题.利用过渡金属配合物可与叁键配位发生环金属化或者插入反应的特性,采用可见光促进与过渡金属联用策略来实现炔烃的双官能团化反应也受到研究者的重视.金属配合物在可见光照射下被活化,活化后的金属物种可与炔烃反应生成烯基金属物种,该物种为炔烃双官能团化的活性中间体.该策略可以高效地转化内炔烃和末端炔烃,同时其产物具有较高的区域选择性.然而,该策略对脂肪族炔烃的转化效率尚待提高,其产物的立体选择性问题仍需要解决.同时,发展地球丰产金属如铁、钴、镍等与可见光共同促进的炔烃双官能团化反应是该策略的发展方向之一.综上,我们总结并介绍了可见光促进的炔烃双官能团化反应.我们相信该类反应的独特的反应历程,温和的反应条件以及反应特性将会吸引更多的科学家投入研究.     

Ti-MWW/H2O2体系催化官能化烯烃环氧化

研究了Ti-MWW/H2O2催化体系对多种官能化烯烃液相环氧化的催化性能.结果表明,与钛硅分子筛TS-1相比,Ti-MWW具有更高的催化活性和环氧化产物选择性.溶剂对Ti-MWW催化环氧化反应的活性影响较大,其中水是催化丙烯酸乙酯和乙酸烯丙酯的最佳溶剂,随着C=C双键相邻官能团吸电子能力的增强,环氧化反应的催化活性下降.     

双官能团硫脲催化丙交酯开环聚合反应的理论研究

用密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d)水平上研究了双官能团硫脲催化丙交酯开环聚合反应的微观机理. 讨论了催化聚合反应的两条可能路径: 路径A和路径B. 计算结果表明沿路径A进行的开环聚合反应在能量上是有利的. 从理论上证实了催化剂在聚合反应中所起的双官能团催化作用, 即氨基活化引发剂, 硫脲活化单体, 通过两个基团共同作用, 完成催化开环.     

环氧树脂与氰酸酯共聚反应研究

研究了催化剂对环氧树脂与氰酸酯树脂的共聚固化反应行为的影响,并初步探索氰酸酯／环氧固化的反应历程．研究表明,催化剂能明显地促进其固化反应,降低固化温度,缩短固化时间;氰酸酯与环氧共聚反应历程是首先氰酸酯三聚反应生成三嗪环结构,然后三嗪环开环与环氧共聚反应,最后是未能参与共聚反应的环氧官能团在唑啉结构和三嗪环的催化下发生聚醚化反应;在氰酸酯官能团欠量的条件下,固化树脂中主要是唑啉和聚醚结构,而三嗪环结构的含量很少．     

茼蒿素类似物的合成

本文报道了天然昆虫拒食剂茼蒿素的一些新类似物的合成。整个工作以取代的呋喃丙醇为前体, 经间氯过氧苯甲酸氧化、Luche还原、双键环氧化、酸催化的螺环缩酮化以及自由基媒介的脱水反应给出目标产物。     

铜盐催化氧化环己烯的开环加成反应

研究了一系列铜盐催化的氧化环己烯与苯基氯化镁的开环加成反应。发现Cu(OTf)2[三-氟甲磺酸铜(Ⅱ)]为催化剂时，反应能够以95％的产率得到反式-2-苯基环己醇。应用了多种代表性的手性双齿配体与Cu(OTf)2形成的配合物，催化氧化环己烯与苯基氯化镁的开环加成反应，得到很低的对映选择性。根据实验的结果建议了反应的催化循环机理。     

色胺衍生的α-重氮酰胺在铑(Ⅱ)催化下的反应研究

对色胺取代的α-重氮酰胺中间体(5)在铑(Ⅱ)催化下的反应进行了研究,分别得到了C-H插入产物(8),卡宾俘获氧气而得到的氧化产物(9),环丙烷化反应-开环-水解产物(10),环丙烷化反应-开环-氧加成重排产物(11)和C-C插入产物(12)。5,8~12的结构经1H NMR,13C NMR和MS表征。对可能的反应机理进行了探讨。     

非对称氮杂环丁烷的区域选择性开环反应

本文系统总结了非对称氮杂环丁烷的区域选择性开环反应。氮杂环丁烷的开环反应主要包括亲核开环、Stevens重排扩环及消除开环反应等。其中,亲核开环反应是氮杂环丁烷的主要开环方式。开环的区域选择性与氮杂环丁烷取代基结构密切相关。氮杂环丁烷相对比较稳定,其开环通常需要路易斯酸催化或者先转化成季铵盐才可以发生,因此,其开环反应的区域选择性受电子效应的影响比较明显。邻位带有不饱和官能团的氮杂环丁烷及其季铵盐一般发生氮原子与带有不饱和官能团的碳原子之间化学键的断裂,这是因为如芳基、烯基、氰基、酰基、甲酸酯基和甲酰胺基等不饱和官能团的共轭效应可以稳定其连接的碳原子在开环时形成的过渡态或者中间体,使该C—N键更容易断裂。如亲核开环反应,亲核试剂一般进攻芳甲位、烯丙位或连有氰基或甲酸酯基或甲酰胺基的邻位碳原子,电子效应起主要作用。对于2-烷基取代的氮杂环丁烷及其季铵盐,大位阻或者亲核性强的亲核试剂的开环反应一般发生在位阻小的氮邻位碳原子,空间效应起主要作用。分子内的亲核开环反应主要受反应过程中环大小的控制,一般有利于经过三元环、五元环、六元环和七元环过程开环得到开环产物。氮杂环丁烷是一类非常重要的含氮杂环化合物,通过总结和分析氮杂环丁烷的开环反应及其区域选择性,可以更好地认识和利用这类反应,通过有效地预测和控制开环反应的方向,来制备所需的有机化合物。希望本文能够促进氮杂环丁烷开环反应在有机化学中的发展与应用。     

通过炔丙醇的自由基氧化重排反应合成二亚甲基茚酮和苯并噻吩酮类化合物的反应研究

报道了一种炔丙醇的Meyer-Schuster重排、自由基氧化关环的串联反应.该反应在无金属的条件下,以Na_2S_2O_8为氧化剂,高效实现了二亚甲基茚酮和苯并噻吩酮类化合物的合成,反应条件简洁温和,符合绿色化学的要求;反应的底物具有良好的官能团兼容性,卤素、氰基和磺酰基等基团取代的底物均可很好地参与反应.     

烯烃的双官能团化反应研究进展

作为一类重要的有机化学反应,烯烃的双官能团化反应不仅可以经济有效地一步合成多位点反应产物,而且可以将起始原料转化为多种含有生物活性或药物活性的化合物,同时还为构建化学结构的多样性提供了更多的方法,所以发展烯烃的双官能团化反应十分重要.对近十二年来各类烯烃的双官能团化反应进行了综述.主要分为:铜催化的烯烃的双官能团化反应、其它过渡金属催化的烯烃的双官能团化反应以及非金属催化的烯烃的双官能团化反应.同时对该类反应的发展前景进行了展望.     

光/电化学氧化诱导C–H键官能团化

C–H键活化及其官能团化一直被认为是合成化学的圣杯,光/电氧化诱导C–H键官能团化反应为追求更为绿色、原子经济性、步骤经济性更高的现代合成化学提供了新思路.我们借助可见光或电化学氧化诱导策略实现了直接C–H键官能团化,即底物无需预官能团化,无需外加氧化剂,可直接实现碳–碳以及碳–杂键的构建.通过光/电化学氧化诱导策略使得反应在更为温和的条件下进行,能够兼容更多官能团,并且为合成化学提供一条新的途径.近些年,该策略已经应用于不同化学环境C–H官能团化构建多种化学键.本文结合该领域的代表性工作,重点介绍本课题组近些年在光/电氧化诱导C–H键官能团化反应上的研究进展,并对这一领域的前景进行了展望.     

官能团化稠环芳香烃合成进展

对稠环芳香烃的合成方法、官能团化稠环芳香烃最新合成进展、官能团化稠环芳香烃构建的复杂分子体系(液晶、刚性线型和环状的大分子)及其超分子化学进行了评述.