N-(末端三丁基锡取代基)酰亚胺的光诱导单电子转移成环反应

合成了两种新的分子内给受电子体系N-[2-(2-三丁基锡甲硫基)乙基]邻苯二甲酰亚胺(1a)和N-(3-三丁基锡丙基)马来酰亚胺(1b),并在甲醇、乙腈-30%水、乙腈中进行了光诱导单电子转移反应.化合物1a在光诱导下发生分子内单电子转移反应,以很高的产率和区域选择性生成环胺醇2.化合物1b在光诱导下发生分子内单电子转移反应生成环胺醇3,同时有[2+2]环加成副反应产物4生成.以上所有新化合物的结构经质谱和核磁共振谱验证.     

N-(ω-三丁基锡)烷基邻苯二甲酰亚胺的光诱导环化反应

N-(ω-三丁基锡)烷基邻苯二甲酰亚胺在光诱导下生成环化物.在强亲核性溶剂中反应以单电子转移机制进行,并以很高的产率得到环化物;在弱亲核性溶剂中Norrish Type Ⅱ和单电子转移机制同时存在.     

脉冲辐解研究3,4-亚甲二氧基苯甲醛的亲电性

报道了利用脉冲辐解技术研究3,4-亚甲二氧基苯甲醛亲电子性能的结果. 观测到3,4-亚甲二氧基苯甲醛与底物蒽醌-2-磺酸钠(AQS)之间在pH 7磷酸盐缓冲溶液中的电子转移过程, 检测到 3,4-亚甲二氧基苯甲醛与 3,4-亚甲二氧基苯甲醛之间电子转移反应的瞬态吸收谱, 为电子转移反应中电子给予体与受体之间电子转移的发生提供了直接的原初证据. 测定的3,4-亚甲二氧基苯甲醛的单电子还原电位值为-0.457 V.     

F-+CH3Cl→CH3F+Cl-反应过程中的分子形貌变化

双分子亲核(SN2)反应是重要的基本有机反应之一,其中电子从亲核基团向离去基团的转移发挥着关键作用.利用从头计算方法CCSD(T)/aug-cc-pVDZ和我们发展的分子形貌理论,对反应F-+CH3Cl→CH3F+Cl-进行了研究,给出了反应过程中分子形状和电子转移的动态变化图像.结果表明,沿内禀反应坐标,从反应开始到生成反应前复合物,亲核试剂F-的分子内禀特征轮廓在缓慢收缩,而其上的电子密度在缓慢增大.此后,F的轮廓迅速膨胀,电子密度急剧下降,尤其是从过渡态到产物复合物的过程中.而在反应过程中,离去基团Cl的轮廓一直在收缩,其上的电子密度一直在增大.对反应过程中电子所受到作用势的研究表明,随着反应的进行,电子在F与C间受到的作用势逐渐降低,而在C与Cl间受到的作用势逐渐升高,清楚地展现反应过程中F与C间化学键生成和C与Cl间化学键断裂的动态过程.     

酰基过氧化物的化学 Ⅴ.过氧化五氟苯甲酰在不同溶剂中的热分解

过氧化五氟苯甲酰(FBPO)稀溶液(<0.02mol·dm~(-3))的热解动力学和产物分析表明:在碳卤和碳氢溶剂中的分解为单分子均裂过程.前者产物极为复杂,后者以羧基攫氢产物为主.在强极性溶剂中FBPO的分解被大大加速,生成高产率或定量的五氟苯甲酸,表明溶剂可能通过单电子转移或双分子亲核取代及诱导分解等途径参与FBP0的热解.     

弯箭头在有机化学教学中的使用

弯箭头作为一种描述有机化学反应历程的手段,在有机化学教学中占有十分重要的地位。本文简要地论述了弯箭头在有机化学中的3个不同使用场合,分析并纠正了利用弯箭头讲解反应历程中出现的错误,并简单介绍了本人的教学经验。     

L-半胱氨酸和胱胺共自组装膜活体检测抗坏血酸

自组装单分子膜（SAM）由于其独特的物理化学性质近年来受到了极大的关注. SAM通过金硫键在电极表面形成高度有序的单分子膜,该稳定的分子膜不仅可以调节表面的亲疏水性质,而且可以促进电极表面氧化还原活性分子的反应速率. 本论文提出了一种简单有效的方法,在金微电极上构建半胱氨酸和胱胺共自组装单分子膜用于活体内抗坏血酸的检测. 研究发现,当混合单分子层中半胱氨酸和胱胺的摩尔比为1:1时,可以在低电位下（约为0.10 V）显著增强抗坏血酸氧化的电子转移动力学,同时该膜能在一定程度上抵抗蛋白质在电极表面的非特异性吸附. 将共自组装单分子膜应用到活体检测中,作者检测到鼠纹状体中抗坏血酸的基准值为257±30mmol·L^-1（n = 3）. 本论文为活体电化学检测提供了一种简单、有效的方法.     

氟烷基化和氟烷氧基化的研究 21: 锌存在下全氟烷基碘与亚硝酸阴离子的反应及其机理探讨

在过量锌粉的存在下, 全氟烷基碘(RFCF2I, RF:CF3CF2, Cl(CF2)n, n=3,5,7)(1)能与亚硝酸阴离子反应, 一步生成全氟烷基羧酸钠, 酸化后得到相应的羧酸. p-DNB不能阻止反应. NO3^-, SCN^-或F^-等阴离子在同样条件下和1反应只能生成1-氢-全氟烷烃.反应可能经锌单电子转移诱发的非链式自由基亲核取代机理.     

非对称氮杂环丙烷的亲核开环反应及其区域选择性

本文系统地总结了各类亲核试剂对非对称氮杂环丙烷(吖丙啶)的亲核开环反应及开环的区域选择性.氮杂环丙烷亲核开环的区域选择性是一种空间效应和电子效应平衡的结果,非芳基和非烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环通常发生在氮杂环丙烷取代少的碳原子上,空间效应起主导作用;而芳基和烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环通常发生在氮杂环丙烷芳甲位和烯丙位的碳原子上,电子效应起主导作用,烯基取代的氮杂环丙烷的亲核开环还可以发生在烯基的β-碳原子上;分子内的亲核开环反应主要受成环时环大小的控制,成环时的倾向是五元环>六元环>七元环.对于亲核试剂,一般的亲核试剂也同时受电子效应和空间效应的影响; 而亲核性强的亲核试剂通常只受空间效应的影响.容易生成稳定自由基的亲核试剂容易发生单电子转移机理的开环反应,生成相当于亲核试剂进攻氮杂环丙烷中取代多的碳原子得到的开环产物.     

酰基过氧化物的化学V.过氧化五氟苯甲酰在不同溶剂中的热分解

过氧化五氟苯甲酰(FBPO)稀溶液(<0.02mol.dm^-3)的热解动力学和产物分析表明:在碳卤和碳氢溶剂中的分解为单分子均裂过程.前者产物极为复杂,后者以羧基攫氢产物为主.在强极性溶剂中FBPO的分解被大大加速,生成高产率或定量的五氯苯甲酸,表明溶剂可能通过单电子转移或双分子亲核取代诱导分解等途径参与FBPO的热解.     

N-烷基-N-酰基邻氯苯胺的光诱导S~R~N环化

本文叙述了经邻氯苯胺N-酰基化、还原、N-酰基化和光诱导亲核取代合成N-烷基-3-烷基氧化吲哚的光化学合成路线。N-丙基-N-丁酰基邻氯苯胺在-2.82V的电化学还原是生成不稳定阴离子游离基的单电子转移过程, 奇电子占据C-Cl反键轨道。所以, 光诱导的单电子转移和随后的氯离子离去导致双游离基, 双游离基分子内偶合成环。     

生物醌分子伏安响应的多电子转移辨析

电化学反应中,一个基元电子转移反应仅对应一个电子交换,实际上多电子转移反应也涉及对应数目的单电子转移步骤,分离、辨析每个电子基元反应的氧化还原峰电位十分重要. 本文以辅酶Q₀（CoQ₀）、亚甲基桥连双辅酶Q₀（Bis-CoQ₀）为模型,采用循环伏安和方波伏安技术研究其电化学特性,提出了一种应用于多电子转移体系、分析单个电子转移电位的方法. 实验表明,CoQ₀经历两步单电子还原反应;Bis-CoQ₀中两个醌单元发生强电子相互作用,电极过程为4电子多步转移. 对于表观上的4电子“三步”转移反应,拟用Lorentzian-Gaussian分峰拟合CoQ₀和Bis-CoQ₀体系方波伏安响应曲线,分别获取每个电子转移步骤的电位,进一步证明Bis-CoQ₀经历四分步单电子转移反应,为热力学研究提供更多信息.     

可见光参与的氧化偶联反应研究进展（英文）

实现资源和能源利用高效化、操作简单化、条件温和化、环境友好化以及产物高效选择性是有机合成的重要研究方向,而探索绿色温和条件下构建化学键的有效方法是有机合成领域的基本挑战之一.伴随着金属有机化学的发展,过渡金属催化的偶联反应已经成为构建碳-碳和碳-杂键的有效手段,而传统的交叉偶联一般是基于亲核试剂与亲电试剂之间的反应,需要进行预官能团化和再官能团化的步骤.近年来,在此基础上发展起来的氧化偶联反应利用合适的氧化剂实现两个亲核试剂直接构建化学键也得到了国内外有机化学家的广泛关注.氧化偶联反应的发展极大地提高了构建碳-碳键及碳-杂键的效率,尤其是利用交叉脱氢偶联实现直接的碳-氢键或杂-氢键的活化直接构建化学键,避免了传统偶联过程中的预官能团化步骤,为直接利用简单的原料实现高效、复杂的有机合成开辟了一条新的道路.越来越多的第一过渡金属催化的氧化偶联反应涉及到单电子转移的过程,这种自由基氧化偶联模式在绿色化学的发展中具有光明的前景.可见光是一种可再生的资源,可见光催化符合绿色合成、环境友好和可持续发展的理念,在有机合成领域中引起了广泛的关注.建立在光诱导的单电子转移过程的基础上,可见光催化为实现温和条件下构建化学键提供了一种新的思路.虽然很多的有机分子不能有效吸收可见光,但是利用可见光催化剂(光敏剂)在电子和能量转移过程中的独特优势,能够有效实现在可见光作用下的一系列光化学反应.光催化是有机合成构建新物质的一种有效的手段,随着光催化在有机合成领域中的发展,一系列新型温和而有效的可见光催化的氧化偶联反应也逐渐被报道.虽然过渡金属催化的氧化偶联反应已经取得了重大的进展,但是利用可见光催化的策略以实现两个亲核试剂之间化学键的构建作为一个新的领域,近年来才刚刚发展起来.尤其是结合可见光催化条件温和、环境友好的特点和氧化偶联反应的原子经济性特点,将可见光诱导的单电子转移过程运用到交叉脱氢偶联反应,引起了广泛的关注.光催化氧化偶联反应不仅解决了传统偶联中的步骤经济性和原子经济性的问题,同时也具备了可见光反应温和环保的特点.近几年来已经发展了多种类型的光催化氧化偶联反应,包括光催化氧化含氮化合物的偶联反应、光催化氧化脱羧偶联反应、以及光催化交叉偶联放氢反应等.但是在光催化氧化偶联领域的相关报道大多局限于含氮化合物和易氧化的底物的活化氧化,因此任然存在着很多的挑战.本文总结了最近几年来的不同反应类型的可见光催化的氧化偶联的研究和进展.而对这些反应的理解和认识,可以为人们发展更多的高效率和高选择性的可见光催化氧化偶联反应提供帮助.     

单电子还是双电子?反应底物决定的铁催化未活化烷基卤代物与胺、酰胺和吲哚的酰胺化反应机理（英文）

铁廉价,储量丰富,铁基催化剂具有独特的催化活性,其催化的羰基化反应备受化学家关注.烷基溴类化合物具有较高的解离能,酰胺和吲哚类化合物具有弱亲核性,上述性质使其发生羰基化转化具有一定的挑战性.本文发展了一种铁催化的酰胺化反应,使用羰基铁催化剂前体,在反应体系中原位生成低价态的活性铁催化中心,并对烷基类底物进行活化.随后发生一氧化碳对碳铁键的插入、酰基铁的生成、亲核试剂的进攻等反应,最后生成目标产品.在该催化体系作用下,未活化的烷基卤代物可以与胺、酰胺和吲哚发生反应,得到较高收率的酰胺、酰亚胺和N-酰基吲哚等化合物,并表现出较好的官能团兼容性.实验发现,含有天然产物骨架的原料也能够高效转化.在反应机理方面,本文进行了分子内、分子间自由基捕捉等研究,结合已报道的谱学研究结果,推断出低价态铁催化中心的存在.结合实验数据以及反应机理研究结果认为,该反应的反应历程是由底物决定的:当以烷基碘类化合物为原料时,经历的是单电子转移(自由基)过程;当以烷基溴类化合物时,经历的是双电子转移过程.综上,本文发展了一种铁催化的烷基卤代物的酰胺化反应,为烷基酰胺合成提供一定参考.     

取代基对有机金属钽化合物中分子内α-H转移势垒的影响

运用B3LYP方法研究了有机钽化合物中分子内α-氢转移反应, 探讨了不同取代基对α-氢转移反应势垒的影响. 确定了反应物、过渡态和产物的几何构型和反应势垒. 结果表明, 过渡金属钽有机化合物中, 发生α-氢转移的碳原子在过渡态中采用sp2杂化. 取代基对α-氢转移势垒的影响取决于取代基对过渡态中碳原子的未参与杂化的pz轨道上单电子的离域作用. Ta(CH3)4CH(SiMe3)2的α-氢转移反应势垒最低.     

抑铬雾剂F-53的研制带动了有机氟化学的发展

回顾了在抑铬雾剂F-53研制的推动下,在(i)亲核试剂进攻下全氟(或多氟)磺酸酯的S-O和/或C-O断裂方式(ii)全氟碘代烷的单电子转移反应(iii)二氟卡宾和三氟甲基化等方面所取得一些反应结果。     

一价铜催化的N-对甲基苯磺酰腙与3-丁炔-1-醇的串联反应:一种四氢呋喃类化合物的新合成方法（英文）

最近几年来,利用稳定的重氮类化合物和N-对甲基苯磺酰腙类化合物作为金属卡宾前体,在过渡金属催化下通过形成金属卡宾的偶联反应引起了人们广泛的兴趣.金属卡宾前体与有机金属物种反应,可以生成金属卡宾中间体,并发生金属上基团的转移插入过程,得到新的有机金属物种,从而实现丰富的偶联反应.这类经由金属卡宾转移插入过程的交叉偶联反应为构建C–C键,C–N键以及许多环状化合物和不饱和有机分子结构提供了可靠而强有力的工具.本课题组一直致力于研究该类经由金属卡宾中间体的催化转化和偶联反应,报道了在铜催化下,对甲苯磺酰腙以及重氮类化合物可以与端炔反应,通过所形成的炔基铜卡宾中间体的转移插入过程,可高效得到联烯类化合物.该类反应条件相对温和,并且有很好的底物普适性.不仅各种多取代的联烯类化合物,而且苯并呋喃,菲以及呋喃等结构都可由这类铜催化的腙和炔烃的偶联反应来得到.在这些反应中,通过炔基铜卡宾中间体上炔基的转移插入过程,在形成了C(Sp3)-Cu键以后,通过铜的1,3-迁移过程,可以得到联烯结构,随后发生分子内杂原子的亲核进攻或者6π电子环化过程来实现苯并呋喃,菲等杂环类结构的构建.另一方面,该类反应进一步拓展和研究,可望得到其他有价值的有机分子骨架.环状的醚类结构,如四氢呋喃结构,也是有机化合物中常见的结构类型,我们希望从目前已经发展成熟的卡宾前体与炔烃生成联烯的偶联反应出发,通过分子内的串联过程来高效地构建取代的环状醚类结构.我们设想,在炔烃上引入氧原子作为亲核试剂,在形成联烯化合物以后,通过分子内氧原子对联烯基的亲核进攻,来实现串联的分子内关环反应,从而构建环状醚类结构.本文以CuI为催化剂,3-丁炔-1-醇为炔烃偶联组分,采用二芳基对甲苯磺酰腙作为金属卡宾前体,实现了取代四氢呋喃的合成.在对甲苯磺酰腙与3-丁炔-1-醇类化合物发生偶联反应生成二芳基联烯基化合物以后,采用一锅法实现分子内的关环反应,从而生成亚烯基取代的四氢呋喃化合物.该串联反应不仅具有原料易得和操作较为简便等优点,而且底物普适性和官能团耐受性都较好,多种取代的二芳基腙类化合物都能以较好的收率得到目标产物,从而为四氢呋喃类化合物的合成提供了一种新的方法.该反应进一步展示了经由金属卡宾中间体的交叉偶联反应的普遍性,将在有机化学和有机合成领域具有广泛的研究和应用价值.     

一价铜催化的N-对甲基苯磺酰腙与3-丁炔-1-醇的串联反应:一种四氢呋喃类化合物的新合成方法

最近几年来,利用稳定的重氮类化合物和N-对甲基苯磺酰腙类化合物作为金属卡宾前体,在过渡金属催化下通过形成金属卡宾的偶联反应引起了人们广泛的兴趣.金属卡宾前体与有机金属物种反应,可以生成金属卡宾中间体,并发生金属上基团的转移插入过程,得到新的有机金属物种,从而实现丰富的偶联反应.这类经由金属卡宾转移插入过程的交叉偶联反应为构建C?C键,C?N键以及许多环状化合物和不饱和有机分子结构提供了可靠而强有力的工具.本课题组一直致力于研究该类经由金属卡宾中间体的催化转化和偶联反应,报道了在铜催化下,对甲苯磺酰腙以及重氮类化合物可以与端炔反应,通过所形成的炔基铜卡宾中间体的转移插入过程,可高效得到联烯类化合物.该类反应条件相对温和,并且有很好的底物普适性.不仅各种多取代的联烯类化合物,而且苯并呋喃,菲以及呋喃等结构都可由这类铜催化的腙和炔烃的偶联反应来得到.在这些反应中,通过炔基铜卡宾中间体上炔基的转移插入过程,在形成了C(Sp3)-Cu键以后,通过铜的1,3-迁移过程,可以得到联烯结构,随后发生分子内杂原子的亲核进攻或者6π电子环化过程来实现苯并呋喃,菲等杂环类结构的构建.另一方面,该类反应进一步拓展和研究,可望得到其他有价值的有机分子骨架.环状的醚类结构,如四氢呋喃结构,也是有机化合物中常见的结构类型,我们希望从目前已经发展成熟的卡宾前体与炔烃生成联烯的偶联反应出发,通过分子内的串联过程来高效地构建取代的环状醚类结构.我们设想,在炔烃上引入氧原子作为亲核试剂,在形成联烯化合物以后,通过分子内氧原子对联烯基的亲核进攻,来实现串联的分子内关环反应,从而构建环状醚类结构.本文以CuI为催化剂,3-丁炔-1-醇为炔烃偶联组分,采用二芳基对甲苯磺酰腙作为金属卡宾前体,实现了取代四氢呋喃的合成.在对甲苯磺酰腙与3-丁炔-1-醇类化合物发生偶联反应生成二芳基联烯基化合物以后,采用一锅法实现分子内的关环反应,从而生成亚烯基取代的四氢呋喃化合物.该串联反应不仅具有原料易得和操作较为简便等优点,而且底物普适性和官能团耐受性都较好,多种取代的二芳基腙类化合物都能以较好的收率得到目标产物,从而为四氢呋喃类化合物的合成提供了一种新的方法.该反应进一步展示了经由金属卡宾中间体的交叉偶联反应的普遍性,将在有机化学和有机合成领域具有广泛的研究和应用价值.     

卟啉-酞菁分子内能量传递和电子转移的溶剂效应

用稳态荧光光谱研究了以氧原子和哌嗪作为连接基的卟啉酞菁二元分子在不同溶剂中的分子内能量传递和电子转移过程结果表明;分子内的能量传递和电子转移是两个相互竞争的过程，在非极性溶剂中，激发单重态的能量传递是主要过程，而在极性溶剂中则以电子转移为主运用Rehm-Weller公式计算了两种二元化合物在不同溶剂中的电子转移反应的自由能变化△G0ET，表明溶剂的极性对电子转移反应的自由能变化△G0ET影响很大极性越大;体系中的电子转移反应的△G0ET、越负，电子转移反应越易进行由于电子转移过程较能量传递过程进行得快，所以表现为体系中能量传递效率降低而电子转移效率增大。两种二元化合物的能量传递效率（φEnT）利和电子转移效率（φET）随溶剂的极性的变化具有相同的变化趋势     

引入CF3基团的简单方法

寻找一种能够方便地往有机物分子中添加CF3基团的方法,可以认为是有机合成中的一个课题。这是因为在药物和农药分子中几乎离不开CF3基团。在现有的许多方法中,最有效的方法应当是对像醛或酮一类的亲电子基体通过亲核的三氟甲基化反应原位生成CF- 3。Florida大学的W .R .DolbierJr.教授和他的同事们最近报道了一种产生CF- 3的新方法,即利用四(二甲氨)乙烯(TDAE)对三氟甲基碘化物的光诱导还原反应来完成。他们以二甲基甲酰氨为介质,氙灯为光源,在- 2 0℃到室温的条件下,制备了多种三氟甲基化的醇,产率普遍高于70 %。他们同时还找到一种…