碘化亚铜/乙二胺催化氮杂环化合物的N-芳基化反应

以碘化亚铜/乙二胺为催化体系,研究了卤代芳烃和氮杂环化合物的Ullmann反应。 结果表明,氮杂环化合物的pKa越小,芳基化反应越容易进行,p-π共轭形成的富电子卤代芳烃有利于反应,非p-π共轭的富电子卤代芳烃使反应变难。     

丰产金属催化烯基金属试剂的不对称烯基化反应研究进展

烯丙位手性中心不仅广泛存在于天然产物和药物活性分子中, 也是有机合成中的重要合成砌块. 过渡金属催化烯基金属试剂作为亲核试剂的不对称加成或偶联反应是构建这一结构非常有吸引力的策略之一. 在众多金属催化剂中, 铁钴镍铜等丰产金属由于其独特的催化活性以及低毒性、环境友好等优点而被用来代替铑钯等稀有金属应用于此类不对称烯基化反应中, 并取得了显著的成果. 基于此, 本文将综述丰产金属催化的烯基金属试剂参与的不对称烯基化反应研究进展. 主要包括: (1)钴催化的不对称烯基化反应, (2)镍催化的不对称烯基化反应, (3)铜催化的不对称烯基化反应以及(4)其他丰产金属催化的不对称烯基化反应等四部分.     

铜(Ⅰ)催化亚铁氰化钾对含氮杂环溴化物的氰基化反应

以亚铁氰化钾为氰基化试剂, 加入N,N-二甲基乙二胺、异丙基咪唑与催化量的碘化亚铜, 从一系列含氮杂环溴化物制备相应的氰基化合物, 操作简便, 分离收率高, 并且环保.     

Rh(II)催化3-重氮吲哚酮与烯基叠氮的烯化/环化反应合成螺吡咯啉吲哚酮

螺吡咯啉吲哚酮化合物含有两种重要氮杂环,由于其独特的结构骨架和存在于天然产物而被广泛关注.吲哚酮的3位与其它环状化合物以螺环形式结合的结构特点是该结构具有潜在药物活性和合成价值的基础,例如抗癌和抗菌活性,以及在合成新配体和有机催化剂上的应用.目前,尽管合成螺吲哚酮的策略已有1,3-偶极环加成、亲核加成及还原环化等,但是发展简单高效的构建螺吲哚酮化合物的方法仍具有很大的吸引力.烯基叠氮同时含有叠氮和烯基两个单元,被广泛应用于构建氮杂环.另一方面,重氮化合物被广泛用作偶联环化合成的底物.基于在叠氮化学和杂环合成方面的工作,我们设想利用3-重氮吲哚-2-酮和烯基氮的环化反应构建螺吲哚酮化合物.文献中有关烯基叠氮和重氮化合物反应的报道较少,主要涉及铑催化的环丙烷化和铜催化的环戊烯合成,在这些反应中烯基叠氮作为二元合成子参与反应,而其它类型的反应鲜有报道,因此我们设想利用烯基叠氮作为三元合成子来参与反应成环.在我们开展工作的同时, Katukojvala小组率先发表了铑催化的重氮烯和烯基叠氮的环化反应构建1-吡咯啉.本文报道了3-重氮吲哚酮和烯基叠氮在铑催化下发生[1+1+3]环化,构建一系列螺吡咯啉吲哚酮化合物.研究从反应条件优化开始,通过对催化剂、原料比、溶剂和温度等参数的筛选,确定了最佳反应条件为1a/2a(1/7), Rh_2(TFA)_4(2.5mol%), 1,2-二氯乙烷(0.1mol/L), 60°C.在标准条件下完成了21个不同基团取代的螺吡咯啉吲哚酮化合物的合成,最高收率可达91%,证实了该反应的普适性.当重氮底物的N原子上不含取代基或取代基为甲基、苄基、苯基、苯甲酰基和磺酰基时,反应均可以顺利发生,其中苯甲酰基和对甲苯磺酰基取代的底物的反应可取得90%以上的收率.对于重氮和烯基叠氮底物的苯环上含有卤素、甲基和甲氧基等取代基时,反应同样可以顺利进行,以中等收率得到对应产物,电子效应对反应效果影响不大,而存在位阻效应时反应收率略有降低.当降低反应温度或缩短反应时间,可以从反应体系中同时分离得到螺吡咯啉吲哚酮和重氮底物3位乙烯基化的产物.进一步实验表明, 3-烯基吲哚酮可以在标准条件下与烯基叠氮反应,以中等收率得到模板产物.该对照实验表明3-烯基吲哚酮是反应过程中的关键中间体.该反应条件温和,简单高效,底物适用范围广,为构建具有潜在生物活性的螺吲哚酮骨架提供了新的选择.     

过渡金属催化的羰基化的杂环化合成和官能团化（英文）

杂环化合物广泛的存在于天然产物、药物、有机材料以及其他官能团化的分子中.所以发展杂环合成的新的方法学有着极其重要的意义.在所有的有机合成策略中,过渡金属催化的反应,由于其相对温和的反应条件和高效的原子利用率,无疑是一种理想的选择.这其中,过渡金属催化的羰基化反应又是一个比较理想的反应.自从20世纪30年代首度报道以来,羰基化反应经历了长足的发展.时至今日,各种羰基化反应类型都得到发展.反应底物也囊括了卤代芳烃、烯烃、炔烃及其它未经活化的化合物.羰基来源也从一氧化碳气体拓展到了其他原位释放一氧化碳的化合物,例如甲酸、醇、醛、生物质等.对我们课题组在过去5年中在过渡金属催化的羰基化合成杂环及杂环的官能团化领域的工作进行了总结.使用铜、钯、铑、钌和铱作为催化剂,基于碳卤键和碳氢键的活化,各种杂环化合物都能被高效的合成.     

系列烯基化芳香杂环化合物的合成及结构表征

报道了一个简单、 高选择性合成烯基化芳香杂环化合物的反应体系. 在钯的催化作用下, 以乙酸/乙酸酐或四氢呋喃为溶剂, 芳香杂环化合物与烯基化试剂进行交叉脱氢偶联, 合成了系列具有潜在光学活性的烯基化芳香杂环化合物, 确定了最佳反应条件. 采用紫外光谱、 核磁共振氢谱和X射线单晶衍射对目标化合物进行了表征, 并对反应机理进行了探讨.     

1,1-二卤代-1-烯烃的制备及其在有机合成中的应用

1,1-二卤代-1-烯烃是有机化学中常见的合成片断,在合成化学中已得到了广泛的应用。该综述介绍了这一类化合物常见的制备方法以及反应的适用范围,并详细讨论了该类化合物在有机合成中的应用：(1)1,1-二卤代-1-烯烃在镁、有机锂、锌/溴化亚铜、二碘化钐、零价钯等金属或金属试剂作用下,发生α-消除反应生成烯基卡宾中间体的反应;(2)1,1-二卤代-1-烯烃在合成杂环以及核苷类似物等方面的应用。对于这类化合物在钯催化下的分子内(间)的偶联反应以及利用分子内的双环碳钯化反应,合成环状化合物等等方面的研究进展,也进行了详细的讨论。     

赖氨酸修饰氧化石墨烯固体配体在C—N偶联中的应用研究

通过L-赖氨酸修饰氧化石墨烯(GO)制备了一种石墨烯杂化材料(Lys-GO).该材料作为一种固体配体用于铜催化的C—N偶联反应.考察了碱和温度对反应的影响.在100℃氮气气氛中,NaOH存在下,该固体配体辅助碘化亚铜催化一系列芳基化合物和氮杂化合物偶联,达到中等及以上收率.另外,该催化体系解决了均相催化剂和产品的分离困难和难循环使用的问题,降低了催化剂成本,减少了环境污染.     

铜催化下苯并五元杂环化合物的C—S偶联反应

以二苯二硫醚为硫源,在无强碱和配体的条件下,通过碘化亚铜催化促进S—S键断裂,再与苯并五元杂环化合物反应生成了芳基硫醚,采用1H NMR和13C NMR对目标化合物进行了表征,并确定了最佳反应条件.在苯并五元杂环化合物和二苯二硫醚的物质的量比为2∶1,催化剂Cu I用量为10 mol%,溶剂为二甲基亚砜(DMSO),反应温度110℃,时间12 h时,产率达到89.9%.同时,通过高效液相色谱(HLPC)进行跟踪监测,对该反应的机理进行了探讨.     

α-芳基烯基叠氮参与的含氮杂环化合物合成研究进展

含氮杂环化合物广泛存在于天然产物、药物化学和材料化学中.α-芳基烯基叠氮因其结构中烯烃与叠氮相连而具有独特的性质,能够充当亲电试剂、亲核试剂或自由基接受体.此外,能通过多样的反应途径生成高反应活性的中间体,为发展新颖的反应提供了可能.近年来,越来越多的化学家们利用α-芳基烯基叠氮作为关键的三原子合成子构建了各种结构复杂的含氮杂环化合物.系统地介绍近年来利用α-芳基烯基叠氮制备各种N-杂环化合物的进展,总结归纳各反应机理、反应特点和应用研究,为合成含氮杂环化合物的研究提供帮助.     

金催化分子间炔烃的氮烯转移反应合成含氮杂环化合物

含氮杂环是很多天然产物、生物医药活性物种、光电新材料等的重要结构单元,也是有机合成中非常重要的合成子.主要介绍金催化分子间炔烃与氮烯前体的反应,合成多取代氮杂环化合物.在该类反应中,炔烃经金催化剂活化后,与各种不同的氮烯前体反应,以一种高效、快捷的转化模式构建多官能团化的含氮杂环化合物.     

氮杂环卡宾氯化亚铜催化对称内炔烃硼氢化反应

本文报道了惰性对称内炔烃硼氢化反应,高效合成系列硼酸酯化合物。以氮杂环卡宾氯化亚铜催化联硼酸频哪醇酯与对称内炔烃发生反应,生成烯基铜试剂,再经甲醇质子化,高效合成了构型单一的顺式烯基硼酸酯,产物经~1H NMR、~(13)C NMR、HRMS表征。系统考察了反应各项参数,讨论了反应可能的历程。本研究的炔烃硼氢化方法简便高效,催化剂稳定,无需使用膦配体,环境友好。     

6-溴代呋喃[2,3-d]嘧啶双环核苷的合成新方法研究

6-溴代呋喃[2,3-d]嘧啶双环核苷是合成具有显著抗病毒活性的呋喃并嘧啶双环核苷衍生物的重要中间体.该类化合物的文献制备方法合成步骤多,并需使用钯配合物作催化剂.以易得的5-甲酰基嘧啶核苷为原料,先经与四溴化碳缩合得5-(2,2-二溴乙烯基)嘧啶核苷类似物,然后在碘化亚铜催化下发生环化反应生成目标产物,不仅缩短了合成路线,而且避免了贵金属试剂的使用,是一种经济实用的新方法.     

亮点介绍

<正>金属铱催化的烯丙基烯基化/烯丙基胺化串联反应Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,1496～1499苯并氮杂环类化合物是一类具有重要生理活性的化合物,在过去的几十年间,许多科学家致力于研究发展新的     

纳米碘化亚铜催化的苯酚与硝基芳烃交叉偶联反应

通过纳米碘化亚铜催化苯酚与硝基芳烃交叉偶联,发展了一种合成二芳基醚的有效方法.该反应具有原料易得、官能团兼容性强、反应迅速、产率高等优点.催化剂在循环使用三次后,催化活性未显著降低.此外,该反应对空气和水分不敏感.     

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.     

铜促C-H官能团化合成桥头氮稠杂环化合物的研究进展

归纳论述了铜促C—H官能团化和闭环策略在合成新颖稠杂环化合物中的新发展.这一类桥头氮稠杂环包括氮茚、吡唑并吡啶、吡啶并苯并咪唑等化合物.铜盐催化的现代胺化反应,氧化偶联和Csp2—H、Csp—H、Csp3—H键和N—H活化的联合使用充分体现了这一绿色合成新法的优越性和实用性.对一些复杂的闭环反应机理,进行了总结和概括.     

双功能催化剂Ru2P在N-杂环加氢和无受体脱氢反应中的几何效应和电子效应

饱和及不饱和N-杂环化合物是非常重要的药物中间体.由于它们在催化剂表面的吸附/脱附能力不同,设计具有合适电子结构和几何结构的催化剂用于饱和与不饱和N-杂环化合物的可逆转化具有很大挑战性.目前,负载型纳米金属催化剂通常被用于饱和N-杂环化合物的加氢反应或者不饱和杂环化合物的脱氢反应.然而反应过程中N-杂环化合物与纳米金属的强配位作用,不仅影响其他反应底物与活性位点的接触,而且导致催化剂的循环稳定性较差.在之前的研究中,钌(Ru)催化剂被用于喹啉化合物的选择加氢反应,但反应条件苛刻,循环稳定性差,不能实现杂环化合物的可逆转化.本文在Ru纳米颗粒的晶格中引入杂原子,诱导催化剂表现出不同的几何结构和电子性质,从而调节反应势垒和底物在催化剂表面的脱附能力以优化反应性能.本文以活性炭(AC)为载体,制备了Ru₂P,RuO₂,RuS₂和Ru四种负载型催化剂,以喹啉和四氢喹啉为模型反应物,考察其催化性能.研究发现,Ru₂P/AC可在温和条件下同时实现喹啉的加氢反应和四氢喹啉的无受体脱氢反应,且催化剂经过8次循环使用后,其转化率仍高达95%,选择性达到99%,远优于Ru/AC.密度泛函理论计算结果表明,Ru₂P中的P原子使得两个相邻的Ru-Ru原子的间距从2.61?增加到2.9?.同时P对催化剂几何结构的变化使反应底物在催化剂表面的吸附行为发生改变,即喹啉和四氢喹啉分子都更容易在Ru₂P的表面发生脱附,从而有利于反应进行.通过差分电荷分析,P原子掺杂会将Ru从零价状态调整为缺电子状态.随着P原子掺杂到Ru金属中,反应物表面的电荷大幅度下降,提高了加氢反应和脱氢反应中产物的扩散能力.进一步计算反应路径结果表明,Ru₂P实现了N-杂环化合物可逆加氢/脱氢过程中反应与扩散之间的平衡,从而在加氢和脱氢反应中均表现出优异的催化性能.通过浸渍、热解制备的Ru₂P/AC对一系列N-杂环化合物的加氢和脱氢反应均表现出优异的催化性能.这主要归因于P原子的掺入稀释了Ru-Ru团簇,引起的几何效应和电子效应的协同作用实现了N-杂环化合物加氢/脱氢过程反应与扩散的平衡,从而提高了可逆反应的催化性能.本文通过原子掺杂调控催化活性的本征结构,从而优化出具有平衡反应和产物扩散的优异催化剂.该合成策略具有直接通用的特点,易于拓展到其它复杂的反应体系当中.     

氧化铈改性多级孔Hβ分子筛催化对二甲苯与苯乙炔烯基化反应（英文）

烯基芳香化合物是重要的精细化学品及中间体,在医药、染料、农药、香料、新型高分子材料和天然产品等化学工业领域得到广泛应用.传统工艺采用芳香化合物与烯基化合物的反应合成烯基芳香化合物.但是,传统过程存在许多不足:(1)芳环需预活化,如卤代等;(2)伴生氢卤酸等废物,污染环境;(3)原子经济性差.因此,研究烯基芳香化合物的清洁、高原子经济性合成备受关注.采用芳香化合物与炔基化合物的烯基化,可以100%原子经济性地合成烯基芳香化合物,且芳环无需预活化,不产生废弃物.因此,通过芳香化合物与炔的烯基化路线来合成烯基芳香化合物引起了人们的极大兴趣.尤其是固体酸催化烯基化,工艺成本低,清洁无污染,颇具工业前景.然而,固体酸催化烯基化不同于烷基化,烯基阳离子稳定性很差,比碳正离子易于聚合,进而导致催化剂积碳失活.微孔沸石分子筛用于烯基化存在底物适用范围窄、催化效率低、选择性差和炔聚合严重的问题.本研究组开展了硫酸化的镧锆氧化物介孔固体超强酸、担载磷钨酸介孔固体酸催化烯基化.采用前者,合成有序的介孔镧锆氧化物较为困难;而采用后者,催化剂的再生需要大量有机溶剂,会造成环境污染.硅铝分子筛固体酸易于制备,且可以通过简单的焙烧来再生.多级孔分子筛具有微孔分子筛和介孔分子筛的双重优势,用于烯基化反应可望获得良好效果.本文采用碱、酸对商业微孔β沸石分子筛进行处理,通过脱硅、脱铝过程来合成多级孔β分子筛,并进行稀土金属铈改性,从而制备了氧化铈改性的多级孔β分子筛,研究了其催化对二甲苯与苯乙炔的烯基化反应.通过改变碱浓度和酸浓度,对所制备的多级孔β分子筛的织构性质和酸性质进行调控,在优化的条件下获得了良好的烯基化催化性能,得到95.8%的苯乙炔转化率和95.1%的目标产物α-2,5-二甲苯基苯乙烯的选择性,总的烯基化产物(α-和β-烯基芳香化合物)的选择性达到98%.相对于微孔β分子筛,所制备的多级孔β分子筛展示了显著增强的催化活性和稳定性,目标产物选择性也有所提高.显著提高的催化性能归因于多级孔分子筛的传质强化和酸性位的增多.氧化铈的改性使得多级孔β分子筛的弱、中等和强酸中心的数目减少,可能源于减少了表面暴露的B酸位,从而导致了催化稳定性的显著提高.可见,本文所制备的氧化铈改性多级孔β分子筛用于烯基化反应具有一定前景.     

无过渡金属催化的咪唑并杂环C—H键的C—杂原子化的研究进展（英文）

通过无过渡金属催化的C—H官能团化反应构筑C—杂原子键的研究发展迅速,已经成为一种合成高度官能团化天然产物或生理活性分子的绿色、高效的合成策略,包括氨基化、烷氧基化、巯基化、硒基化、卤化化合物等.特别是,咪唑并杂环的C—杂原子化反应被视为最重要的一类反应,因为向杂环分子中引入杂原子基团可以产生一类新的生物活性化合物.重点介绍了近几年无过渡金属催化的在咪唑并杂环上形成C—杂原子键的研究进展,进一步阐述该类反应的机理.