α-重氮膦酸酯研究进展

重氮化合物作为一类重要的卡宾前体,可以在过渡金属催化下发生X—H(X=C,N,O,S,Si等)插入反应、1,2-氢迁移反应、环丙烷化反应等一系列化学转换,为构建各种药物分子、天然产物以及生物活性分子提供了有效的手段.α-重氮膦酸酯作为一类重要的重氮化合物,同样可以通过化学转化构建各种含磷功能化合物.由于有机磷化合物具有广泛的生物和药物活性,所以研究α-重氮膦酸酯的合成及相关反应性质具有重要的意义,综述了近年来α-重氮膦酸酯的研究进展和应用.     

手性环丙烯构建策略用于对映选择性合成偕二氟亚甲基三元环化合物

作为最小的不饱和环状分子,环丙烯独特的刚性结构和多变的反应活性吸引了化学家的研究兴趣.自1922年Demjanov[1]报道了环丙烯化合物的首例合成以来,现已发展了一系列环丙烯的合成方法.手性环丙烯的合成是通过炔烃和重氮化合物的[2+1]不对称环加成反应.根据底物的不同,这些不对称环加成反应可以分为四类:(a)末端炔烃和单取代重氮化合物的反应,(b)末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(c)非末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(d)非末端炔烃和单取代重氮化合物的反应.在这四类反应中,末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称反应相对容易进行.1992年,Doyle和Müller等[2]报道了手性铑催化剂[Rh2(5R-MEPY)4]促进的末端炔烃和重氮醋酸酯之间的不对称环丙烯基化反应(Scheme 1a).随后各种手性催化剂包括[Rh2(OAc)-(DPTI)3][3]、Ir(salen)衍生物[4]和[Co(3,5-diMes-Chen-Phyrin)][5]等被先后报道用于末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称[2+1]环加成反应.     

重氮参与的过渡金属催化C—H烷基化反应研究进展

重氮化合物是一类环境友好、高效的反应试剂,已经被广泛应用于金属卡宾C—H插入反应.近些年,重氮化合物在一种新型的催化模式下参与到过渡金属催化的C—H活化反应中,能够实现芳烃和杂芳烃C—H键的烷基化反应.综述了各种金属催化下重氮化合物参与的C—H烷基化反应,以及相关的环化反应的最新研究进展,主要介绍各反应的特点、反应机理和合成应用,并展望它的发展前景.     

重氮化合物参与的连续流动反应

重氮化合物是一种用途广泛的有机砌块,能够作为1,3-偶极子、亲核试剂以及卡宾前体参与到各种有机分子的构建之中.但重氮化合物潜在的毒性、不稳定性以及爆炸风险限制了它的应用潜力.连续流动技术在这一领域的应用能够有效保证反应的安全性,并为重氮化合物的大批量应用提供了可能.按照重氮化合物的种类分类,系统地归纳了近年来连续流动技术在重氮化合物参与的各种转化中的应用.     

Rh(II)络合物催化分解重氮酰胺和重氮酯的研究

报道了有关二价铑络合物催化的重氮酰胺和重氮酯的分解反应研究 .这些重氮化合物在二价铑催化下所显示的不同反应途径说明铑 (II)卡宾的反应除了电子效应之外 ,还可能受到反应底物的构象控制 .在一些情况下 ,反应底物的构象可能成为控制反应化学选择性的主要因素 .     

Rh(Ⅱ)络合物催化分解重氮酰胺和重氮酯的研究

报道了有关二价铑络合物催化的重氮酰胺和重氮酯的分解反应研究.这些重氮化合物在二价铑催化下所显示的不同反应途径说明铑(Ⅱ)卡宾的反应除了电子效应之外,还可能受到反应底物的构象控制.在一些情况下,反应底物的构象可能成为控制反应化学选择性的主要因素.     

重氮膦酸酯研究进展

重氮化合物是一类重要的卡宾前体,在有机合成中应用广泛。重氮膦酸酯是含磷重氮化合物,与重氮羧酸酯相比,重氮膦酸酯具有一些特殊的反应类型和反应性质。由于重氮膦酸酯具有丰富的化学转化形式以及含磷功能化合物潜在的生物和药物活性,近年来其合成方法以及反应性质成为化学家们的研究热点。本文综述了近年来重氮膦酸酯的研究和应用进展。     

重氮化合物在高分子合成化学中的应用进展

重氮化合物的转化反应在有机合成中已经得到深入的发展,人们基于此希望将其应用范围进一步延伸至高分子合成化学.将重氮化合物的高效有机反应发展成高分子聚合方法,对于实现结构新颖且具有应用价值的聚合物的合成具有重要的意义.目前,这一领域仍存在较大的发展空间,本综述将对近年来重氮化合物在高分子合成化学中应用进行总结,包括链式聚合、逐步聚合、聚合物末端官能化和聚合物后修饰等四个方面,最后对重氮化合物在高分子合成领域所存在的挑战进行展望.     

重氮化合物与醇的插入反应合成α-烷氧基-β-二羰基化合物

研究了在过渡金属配合物催化下α-重氮-β-二羰基化合物与醇的插入反应, 考察了重氮化合物的结构、醇的结构、催化剂的性质、反应溶剂和反应温度对这一反应的影响. 发现当重氮化合物与甲醇的物质的量比为1∶10, 1 mmol% Rh₂(OAc)₄为催化剂和回流的苯的条件下, 反应能够以高的化学产率生成α-甲氧基-β-二羰基化合物. 手性醇衍生的重氮乙酰乙酸酯反应的产物中两种非对应异构体的比例为3∶2～1∶1.     

重氮化合物参与的不对称催化多组分反应

综述了近年来我们研究小组在重氮化合物参与的不对称催化多组分反应方面的研究进展.基于对重氮化合物经由金属卡宾而生成的羟基叶立德、氨基叶立德或活泼离子对中间体的亲电捕捉,以及不同模式的协同催化策略,发展了不同类型的不对称催化多组分反应,实现了多种高效构建多官能团手性化合物的合成策略.     

离子液体介质中有机合成及不对称催化反应研究新进展

总结了近年离子液体中有机合成反应及不对称催化反应研究新进展，包括还原 反应、氧化反应、Friedel-Crafts反应、Diels-Alder反应、交叉偶联反应、加成 反应、环缩合反应、自由基反应、Witting反应、重排反应、不对称催化反应及其 它合成反应。     

基本化学反应形式的系统分类

The old classification of basic chemical reactions was evaluated and a new systematic classification of basic reactions was proposed.In the new classification,all the chemical reactions were divided into oxidation-reduction reactions and non-oxidation-reduction reactions,and both can be divided into combination reaction,decomposition reaction and replacement reaction,respectively.In addition,a new class of basic reactions,the complicated decomposition reaction,was appended to reaction system.     

Ni催化的碳(sp2)-碳和碳(sp2)-杂交叉偶联反应

综述了Ni催化的碳(sp²)-碳和碳(sp²)-杂交叉偶联反应. 主要反应类型有: Heck反应、Sonogashira反应、Kumada-Corriu反应、Negishi反应、Stille反应、Suzuki反应、Ullmann反应、C—N偶联反应、C—O偶联反应、C—P偶联反应和C—S偶联反应. 详细地介绍了各个反应的底物要求、反应条件、反应选择性和产率. 最后, 我们对Ni催化的反应机理研究也作了总结.     

胺作为配体在钯催化偶联反应中应用

对近期我们研究小组及其它研究小组在利用胺作为钯催化偶联反应的配体研究进展进行了总结. 钯/胺作为催化体系主要应用的偶联反应包括: Suzuki-Miyaura交叉反应, Sonogashira交叉反应, Stille交叉反应, Hiyama交叉反应和Heck反应. 研究结果表明胺可以作为价廉和高效的配体促进钯催化交叉偶联反应.     

Catalytic enantioselective intermolecular reductive aldol reaction to ketones

We describe the first example of a catalytic enantioselective intermolecular reductive aldol reaction. Three types of reactions were studied: (1) reactions between acetophenone and methyl acrylate; (2) reactions between symmetric ketones and β-substituted α,β-unsaturated esters; and (3) reactions between acetophenone derivatives and an allenic ester. Although only moderate enantioselectivity was obtained in the first reaction type, high to excellent enantioselectivity was realized in the enantio-induction at the α-position in the second reaction type and at the δ-position in the third reaction type. Specifically, the third reaction type afforded the corresponding tertiary alcohols with up to 99% ee. Pre-activation of the nucleophile by silyl enolate formation is not necessary in these one-pot catalytic enantioselective reductive aldol reactions.     

单态卡宾与臭氧反应机理的量子化学研究

为了研究单态卡宾与臭氧反应机理,本文采用密度泛函理论Gaussian-3方法(G3B3)优化了反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型。探讨了单态卡宾与臭氧反应可能途径,并通过频率分析对过渡态和中间体进行了验证,研究结果表明：单态卡宾与臭氧反应有两条反应通道,分别具有亲核反应和亲电反应特征,相对而言亲核反应通道较易发生,且为强放热反应。     

Stoichiometric Photochemical Carbene Transfer by Bamford–Stevens Reaction

The photolysis of diazoalkanes is a timely strategy to conduct carbene-transfer reactions under mild and metal-free reaction conditions, and has developed as an important alternative to conventional metal-catalyzed carbene-transfer reactions. One of the major limitations lies within the rapidly occurring side reaction of the carbene intermediate with remaining diazoalkane molecules that result in the use of an excess of the reaction partner and thus impacts on the reaction efficiency. Herein, we describe a protocol that takes advantage of the in situ generation of donor–acceptor diazoalkanes by Bamford–Stevens reaction. Following this strategy, the concentration of the diazoalkane reaction partner can be minimized to reduce unwanted side reactions and to now conduct photochemical carbene transfer reactions under stoichiometric reaction conditions. We have explored this approach in the C−H and N−H functionalization and cyclopropanation reaction of N-heterocycles and could demonstrate the applicability of this method in 51 examples.     

Computer Simulation of the Kinetics of Complicated Gas Phase Reactions

Modern digital methods and powerful computers make it possible to simulate the time behavior of chemical reactions. These calculations can be performed on systems containing an almost unlimited number of elementary reactions. Generally, however, the reaction models used should contain only those elementary reactions which describe the bulk of the conversion. Such a reaction model may be obtained by reduction of the complete set of elementary reactions. Another possibility is analysis of the chemical system starting from conditions ensuring a simple chemistry, which is generally the case at low temperatures and low conversions. The reaction model may then be extended into the range of the reaction variables (temperature, time) of interest. Mathematical simulations may be helpful during the development of the reaction model, and sometimes even decisive. These methods were applied to the pyrolysis of ethylbenzene and n-hexane, and to CO oxidation. They yield information on the reaction paths, the importance of particular elementary reactions, and reaction stability. Furthermore, quantitative data can be obtained concerning the influence of single elementary reactions on the product distribution. The sensitivity matrix shows, e.g., whether the determination of kinetic parameters of an elementary reaction from kinetic data of the overall reaction is possible in principle, and how high the accuracy of the rate constants should be for simulation of the reaction. Both results are important for modeling chemical reactions.     

过氧烷基自由基分子内氢迁移反应类速率常数的计算

过氧烷基自由基分子内氢迁移是低温燃烧反应中的一类重要基元反应. 本文用等键反应方法计算了该类反应的动力学参数. 所有反应物、过渡态、产物的几何结构均在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下优化得到. 本文提出了用过渡态反应中心几何结构守恒作为反应类判据, 并将该分子内氢迁移反应分为四类, 包括(1,3)、(1,4)、(1,5)、(1,n) (n=6, 7, 8)氢迁移类. 分别将这4 类反应类中最小反应体系作为类反应的主反应, 并分别在B3LYP/6-311+G(d,p)低水平和CBS-QB3 高水平下得到其近似能垒和精确能垒. 其余氢迁移反应作为目标反应, 在B3LYP/6-311+G(d,p)低水下计算得到其近似能垒, 再采用等键反应方法校正得到目标反应的精确反应势垒和精确速率常数. 研究表明, 采用等键反应方法只需在低水平用从头算计算就可以得到大分子反应体系的高精度能垒和速率常数值, 且本文按等键反应本质的分类方法更能揭示反应类的本质, 并对反应类的定义给出了客观标准. 本文的研究为碳氢化合物低温燃烧模拟中重要的过氧烷基分子内氢迁移反应提供了准确的动力学参数.