双核铜蛋白模型化合物的合成、氧合和催化苯偶姻的氧化

在碱的作用下,2,4-双(N-咪唑甲基)-6-取代苯酚(1)和2,6-双(N-咪唑甲基)-4-氯苯酚(2)与1,2-二溴乙烷、1,3-二溴丙烷、1,4-二溴丁烷或α,α'-二溴间二甲苯反应,合成了新型的模型配体(3～9)。配体与[Cu(CH~3CN)~4]ClO~4反应,得到两个咪唑基与铜配位的双核铜蛋白模型化合物(10～16)。研究了模型物的氧合作用,发现模型物15和氧气反应,发生分子内的羟化,生成μ-酚氧基-μ-羟基的双核铜(Ⅱ)配合物,其它模型与氧气反应,生成双(μ-羟基)双核铜(Ⅱ)配合物。以4为例,详细研究了其模型物催化氧化苯偶姻的反应及反应动力学。考查了碱、外加配体、金属离子等对氧化反应的影响,发现模型物的活性是铜盐或单核铜配合物活性的近六倍。求出了反应的动力学参数V~m~a~x、k~m分别为9.47×10^-^5mol·dm^-^3·s^-^1和0.0418mol·dm^-^3,表明模型物催化的苯偶姻反应,遵从Michaelis-Menten动力学规律。     

α,ω—双（2—苯并咪唑）二硫化合物的简便合成

咪唑具有特异的质子授-受性能、共轭酸-碱性能及识别络合性能,享有“生命配体”之美誉。在自然界中,咪唑作为许多酶的活性中心功能基,参与了许多重要的生物化学反应,对生命活动起着十分重要的作用[1,2]。许多药物、农药、酶抑制剂及精细化学品等也含有咪唑结构组分[3-5]。选用咪唑、双咪唑成功构筑了多种人工受体、人工酶及仿生功能体系[6-9]。探索、拓展咪唑、双咪唑化合物的合成反应及应用是很有意义的。近年,我们报道了含脂肪烃、芳香烃、醚键为桥基的几类双咪唑或双苯并咪唑的合成[10-13],以及手性含硫大环配体的合成[14]。本文报道一类…     

从四氢叶叶酸辅酶模型合成麝香酮中间体2,1 5-十六二.酮

麝香酮是麝香中重要的具有生理活性的组分.自Ruzicka[1]确定其结构以来,化学家研究和发展了许多合成麝香酮的方法[2].Stoll[3]提出的由2,15-十六二酮经分子内环合后氢化得到麝香酮,其操作简便,但尚需解决2,15-十六二酮的来源问题.5,6,7,8-四氢叶酸辅酶在生物体内的功能和作用及仿生合成已成为仿生化学研究的重要课题[4].四氢叶酸辅酶在生物体内传递不同氧化态的-碳单元,当-碳单元处于甲酸氧化态时,活性部位是形成的咪唑啉环[5,6].因此,本文以咪唑啉盐作为四氢叶酸辅酶模型,与亲核试剂双格利雅试剂作用,仿生合成2,15-十六二酮.     

双核铜酶的化学模拟

本文综述了双核铜酶,特别是酪氨酸酶、血蓝蛋白的结构,键合氧、活化氧的性能及有关仿酶模型的研究进展。     

基于“一石二鸟”策略的羧基无痕导向其邻位C—H键官能团化反应

C—H键作为有机化合物的基本单元,实现其直接的C—H键官能团化反应是简洁的合成方法.羧酸广泛存在于自然界,基于羧基的导向基团与离去基团双重角色所驱动的过渡金属催化羧酸邻位C—H键官能团化可控合成,不仅规避了C—H键活化过程中导向基团的额外引入与移除,也彰显了基于羧基“一石二鸟”策略的C—H键活化简洁性与脱羧绿色性.因此,基于“一石二鸟”策略的羧基无痕导向其邻位C—H键官能团化反应,能为可控定向合成提供新的策略和方法,在合成化学上具有显著意义.根据参与反应的偶联底物类型,分别介绍了基于“一石二鸟”策略的过渡金属催化羧酸邻位C—H键活化与含重键试剂、芳基化试剂及含杂原子试剂的反应,并对相关的一些反应机理进行了探讨.     

新型β-希夫碱衍生化β-环糊精键合硅胶手性固定相的合成与色谱性能研究

环糊精及其衍生物在手性分离、模拟酶及手性催化剂药物转运等方面都有一定的应用[1～3].设计并合成新型的环糊精衍生物并扩大其应用范围是非常必要的[4,5].近年来,手性希夫碱作为配体已在不对称催化反应中有很好的应用[6].我们将手性希夫碱配体中的刚性CN片断引入到环糊精中制成键合固定相,并通过增加键合固定相与被分离物质间的电荷转移、偶极-偶极及氢键作用,试图改变β-环糊精键合固定相的分离选择性.本文报道了苯亚胺环糊精固定相(BCDs)和异丙亚胺环糊精固定相(YBCDs)的合成方法,探讨了其对DL-氨基酸对映体的分离能力以及流动相的…     

一种新型四氢叶酸辅酶模型的合成和性能研究

5,6,7,8-四氢叶酸辅酶(简称THF)在生物合成和代谢过程中的作用是传递一碳单元,除二氧化碳外,相应于甲醇、甲醛和甲酸各氧化态的一碳单元均由THF辅酶传递.THF辅酶的仿生化学研究是当前生物有机化学研究中一个较为活跃的领域.将THF辅酶模型作为被转移的功能团化的一碳单元的载体,与各类亲核试剂作用,用来合成杂环、稠环化合物和生物碱,反应可在温和条件下高效地进行,这在有机合成化学方面有着非常重要的意义.我们课题组在这方面做了大量的研究[1,2],合成了一系列模型化合物,并将其应用于仿生有机合成,得到了一些杂环、稠环化合物[3].在以前研究的基础上,我们又合成了一种新的甲酸氧化态的THF模型化合物:碘化1,2-二甲基-3-对甲氧基苯基咪唑啉盐.     

氨基甲酸酯在C—H键活化中的应用

氨基甲酸酯广泛存在于天然产物、药物和农药分子中,同时也是一种常见的C—H键活化导向官能团。在过渡金属催化下,氨基甲酸酯可导向底物分子氨基邻位的C—H键活化,经六元环金属中间体,再与其他偶联试剂偶联实现新的官能团化。本文系统总结了其在C—H键活化反应中的应用,具体包括:(1)N-芳基氨基甲酸酯、氨基甲酸芳酯和氨基甲酸烯醇酯可在过渡金属Pd、Rh、Ru和Ir等催化下发生芳基邻位sp2C—H键活化与官能团化反应,得到卤化、芳基化、环化和烯基化产物;(2)氨基甲酸烯醇酯可在Rh催化下发生烯基β-位sp2C—H键活化与官能团化反应,得到烯基化和烯丙基化产物;(3)氨基邻位具有活性氢的N-烷基氨基甲酸酯可在Pd、Cu、Fe甚至无过渡金属催化下发生sp3C—H键活化与官能团化反应,得到酰氧化、烷基化和芳基化产物。在芳香sp2C—H键活化中,取代基的电子效应和空间位阻效应均对产物产率和选择性有重要影响。大多数情况下,给电子与空间位阻较小的取代基有利于反应的顺利进行。此外,当底物为N-烷氧羰基保护的苄胺、四氢异喹啉或1,2-二氢喹啉时,因氨基邻位独特的高活性,可在Cu、Fe甚至无金属催化剂或光催化下催化氨基邻位sp3C—H键活化反应,还可以实现不对称诱导,获得非常高的对映选择性。希望本文总结的内容能促进氨基甲酸酯在C—H键活化反应中的进一步应用。     

基于烯丙基-Au(Ⅰ)中间体的不对称杂-Ene型反应

噁唑/噁唑啉骨架广泛存在于天然产物和合成生物活性分子中,备受到化学工作者的关注[1].在众多合成方法中,炔丙基酰胺的分子内环化反应被认为是合成1,3-噁唑衍生物最直接和最具原子经济性的途径(Scheme 1,path a).反应的催化剂可以是酸、碱或过渡金属,如金、银、钯和铜等[2].其中Au配合物作为一类重要的软金属催化剂,能够有效活化碳碳叁键。     

三价钴催化下N-S键辅助的非氧化条件下经碳氢活化合成异喹啉

异喹啉是非常重要的杂环化合物,广泛应用于有机合成中,也是构成药物和材料分子的核心骨架。很多异喹啉类的生物碱都由异喹啉基本骨架构成,它们都有一定药理活性和生物活性,包括抗真菌、抗癌、抗心律失常、阵痛麻醉和降血压等功效。迄今已知的含异喹啉骨架的生物碱超过1000种,是生物碱中最多的一类。传统的合成异喹啉的方法需要官能化的原料和强酸,反应条件比较苛刻,合成步骤繁琐。例如Larock课题组利用钯催化将邻溴官能化的亚胺与炔烃环化偶联,合成了一系列异喹啉化合物。而过渡金属催化合成异喹啉是一种能够有效合成多种取代基异喹啉的方法。在过去的几十年中,通过碳氢活化策略合成杂环化合物的方法得到迅猛发展,从而使得大量的芳基化合物都能作为反应的起始原料。尤其是铑、铱、钯、钌等过渡金属都能催化芳烃的碳氢活化,从而合成异喹啉化合物。 Fagnou课题组最早报道了氧化条件下利用三价铑催化剂经碳氢键活化与炔烃偶联合成异喹啉的方法。随后,众多研究组利用氧化型导向基策略在无外加氧化剂条件下高效、高选择性地合成了异喹啉。除了利用三价铑催化剂之外,利用二价钌催化剂通过碳氢活化策略也能实现类似反应。但是,这些反应体系都必须使用铑和钌等贵金属催化剂,极大地限制了该合成异喹啉方法的应用前景。近年来,数个研究组将地球上储量丰富、便宜有效的钴络合物作为催化剂应用到芳烃的碳氢键活化反应中,在简单的反应条件下合成了各种杂环化合物。对于一些反应,三价钴催化与三价铑催化能形成互补。最近, Kanai, Ackermann和Sundararaju几乎同时报道了三价钴催化肟谜的碳氢键活化,并在无外加氧化剂条件下实现了其与炔烃的偶联反应,高效地合成了异喹啉,在该类反应中以氮–氧键断裂作为内部氧化剂。但是在钴催化条件下氧化性的氮–硫键作为内部氧化剂辅助碳氢键活化的反应尚无报道。本课题组最近报道了芳基酮的N-亚磺酰亚胺与烯烃和胺化试剂的偶联反应,经N–S键断裂,高效合成了喹唑啉。本文利用三价钴催化剂在无外加氧化剂条件下实现了芳基酮N-亚磺酰亚胺与炔烃的偶联,反应经历了碳氢键活化和氮硫键断裂得到异喹啉。此反应对端炔和内炔底物均适用。为了初步了解反应机理,我们利用分子内竞争的方法进行了动力学同位素效应测定,结果表明碳氢键断裂过程可能是反应的决速步骤。结合文献结果,提出了可能的反应机理。     

乙酰糖基金属卟啉的合成及其对烷烃温和氧化的选择性催化作用

由吡咯和葡萄糖取代苯甲醛直接缩合制备了两种葡萄糖取代卟吩,四(邻位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩和四(间位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩,它们进一步金属化合成了四种葡萄糖金属卟啉,氯化四(邻位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合铁、氯化四(间位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合铁、氯化四(邻位四乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合锰和氯化四(间位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合锰。它们的结构由紫外-可见光谱、元素分析和核磁共振证实。研究了这些葡萄糖取代金属卟啉对亚碘酰苯常温常压下氧化异戊烷反应的选择性催化作用。研究表明,糖基金属卟啉催化异戊烷端基碳氢键的氧化,对一级碳氢键表现出专一性催化作用。非糖基金属卟啉催化异戊烷二级和三级碳氢键的氧化。与非糖基金属卟啉比较,糖基金属卟啉对烷烃羟基化反应的催化行为更接近细胞色素P-450单充氧酶。     

苯并咪唑盐与胺类化合物的加成-水解反应研究

四氢叶酸辅酶在生物体内的生物合成过程中的作用是转移不同氧化态的一碳单元.本课题组曾首次提出并报道了苯并咪唑盐作为四氢叶酸辅酶的模型化合物,并研究了该模型化合物与多种格利雅试剂和丙二酸二乙酯碳负离子等反应,实现了一碳单元的转移反应,为许多醛、酮和β-羰基酸等有机化合物提供了仿生合成新方法[1,2].本文对苯并咪唑盐与亲核试剂胺类化合物的加成-水解反应进行了研究,提出了苯并咪唑盐的另一种新反应,为一些酰胺类化合物提供了一种未见文献报道的重要仿生合成新方法.     

氨基甲酸酯在C—H键活化中的应用

氨基甲酸酯广泛存在于天然产物、药物和农药分子中,同时也是一种常见的C—H键活化导向官能团。在过渡金属催化下,氨基甲酸酯可导向底物分子氨基邻位的C—H键活化,经六元环金属中间体,再与其他偶联试剂偶联实现新的官能团化。本文系统总结了其在C—H键活化反应中的应用,具体包括:(1)N-芳基氨基甲酸酯、氨基甲酸芳酯和氨基甲酸烯醇酯可在过渡金属Pd、Rh、Ru和Ir等催化下发生芳基邻位sp~2C—H键活化与官能团化反应,得到卤化、芳基化、环化和烯基化产物;(2)氨基甲酸烯醇酯可在Rh催化下发生烯基β-位sp~2C—H键活化与官能团化反应,得到烯基化和烯丙基化产物;(3)氨基邻位具有活性氢的N-烷基氨基甲酸酯可在Pd、Cu、Fe甚至无过渡金属催化下发生sp~3C—H键活化与官能团化反应,得到酰氧化、烷基化和芳基化产物。在芳香sp~2C—H键活化中,取代基的电子效应和空间位阻效应均对产物产率和选择性有重要影响。大多数情况下,给电子与空间位阻较小的取代基有利于反应的顺利进行。此外,当底物为N-烷氧羰基保护的苄胺、四氢异喹啉或1,2-二氢喹啉时,因氨基邻位独特的高活性,可在Cu、Fe甚至无金属催化剂或光催化下催化氨基邻位sp~3C—H键活化反应,还可以实现不对称诱导,获得非常高的对映选择性。希望本文总结的内容能促进氨基甲酸酯在C—H键活化反应中的进一步应用。     

三价钴催化下N–S键辅助的非氧化条件下经碳氢活化合成异喹啉（英文）

异喹啉是非常重要的杂环化合物,广泛应用于有机合成中,也是构成药物和材料分子的核心骨架.很多异喹啉类的生物碱都由异喹啉基本骨架构成,它们都有一定药理活性和生物活性,包括抗真菌、抗癌、抗心律失常、阵痛麻醉和降血压等功效.迄今已知的含异喹啉骨架的生物碱超过1000种,是生物碱中最多的一类.传统的合成异喹啉的方法需要官能化的原料和强酸,反应条件比较苛刻,合成步骤繁琐.例如Larock课题组利用钯催化将邻溴官能化的亚胺与炔烃环化偶联,合成了一系列异喹啉化合物.而过渡金属催化合成异喹啉是一种能够有效合成多种取代基异喹啉的方法.在过去的几十年中,通过碳氢活化策略合成杂环化合物的方法得到迅猛发展,从而使得大量的芳基化合物都能作为反应的起始原料.尤其是铑、铱、钯、钌等过渡金属都能催化芳烃的碳氢活化,从而合成异喹啉化合物.Fagnou课题组最早报道了氧化条件下利用三价铑催化剂经碳氢键活化与炔烃偶联合成异喹啉的方法.随后,众多研究组利用氧化型导向基策略在无外加氧化剂条件下高效、高选择性地合成了异喹啉.除了利用三价铑催化剂之外,利用二价钌催化剂通过碳氢活化策略也能实现类似反应.但是,这些反应体系都必须使用铑和钌等贵金属催化剂,极大地限制了该合成异喹啉方法的应用前景.近年来,数个研究组将地球上储量丰富、便宜有效的钴络合物作为催化剂应用到芳烃的碳氢键活化反应中,在简单的反应条件下合成了各种杂环化合物.对于一些反应,三价钴催化与三价铑催化能形成互补.最近,Kanai,Ackermann和Sundararaju几乎同时报道了三价钴催化肟谜的碳氢键活化,并在无外加氧化剂条件下实现了其与炔烃的偶联反应,高效地合成了异喹啉,在该类反应中以氮–氧键断裂作为内部氧化剂.但是在钴催化条件下氧化性的氮–硫键作为内部氧化剂辅助碳氢键活化的反应尚无报道.本课题组最近报道了芳基酮的N-亚磺酰亚胺与烯烃和胺化试剂的偶联反应,经N–S键断裂,高效合成了喹唑啉.本文利用三价钴催化剂在无外加氧化剂条件下实现了芳基酮N-亚磺酰亚胺与炔烃的偶联,反应经历了碳氢键活化和氮硫键断裂得到异喹啉.此反应对端炔和内炔底物均适用.为了初步了解反应机理,我们利用分子内竞争的方法进行了动力学同位素效应测定,结果表明碳氢键断裂过程可能是反应的决速步骤.结合文献结果,提出了可能的反应机理.     

三苯基锡与邻氨基苯甲酸型Schif碱配合物的合成及表征

合成了两种新的三苯基锡与邻氨基苯甲酸型Ｓｃｈｉｆ碱的配合物，经元素分析、ＵＶ、ＩＲ、１ＨＮＭＲ测定，对其结构进行了表征。结果表明，两种配合物具有不同的结构。在三苯基锡与水杨醛缩邻氨基苯甲酸Ｓｃｈｉｆ碱的配合物中，锡原子是六配位的，存在着酚羟基氧和亚氨基氮与锡的配键。在三苯基锡与２－羟基－１－萘醛缩邻氨基苯甲酸Ｓｃｈｉｆ碱的配合物中，锡原子是五配位的，酚羟基氧和亚氨基氮均未与锡配位，但存在着羰基氧与锡的配键     

杯[8]芳烃键合硅胶固定相的制备、表征及色谱性能

杯芳烃通过疏水Π-Π、氢键和静电等作用能与中性分子及离子形成包合物,在离子选择性电极、催化、分离和酶模拟等领域受到关注.已报道的杯芳烃键合固定相的制备方法^[1～3]都是先合成含杯芳烃硅烷化试剂,然后通过硅胶硅烷化反应制备键合固定相.其制备路线反应过程长,各种有机中间体纯化操作复杂.前文[4]曾以氯丙基键合硅胶为中间体,通过固相连续反应制备了氮杂冠醚键合硅胶固定相.本文采用固相连续反应制备了一种新型的对-叔丁基杯^[8]芳烃键合固定相,通过元素分析、红外光谱等手段获得键合相分子结构信息,以多环芳烃和二取代苯位置异构体为溶质,对固定相的色谱性能及保留机理进行了研究.     

冠醚化双Schiff碱钴(Ⅱ)络合物对异丙苯催化氧化行为研究

在研究异丙苯的均相催化氧化反应中,多以金属-卟啉,金属-酞菁和乙酰丙酮合钴作催化剂。用双Schiff碱的金属络合物,如双(水杨基)乙二亚胺合钴1仅见一例,而以四个配位原子共平面性更佳的双(水杨基)邻苯二亚胺合钴2作催化剂则未见报道。在乙酰丙酮合钴的催化体系中添加少量冠醚,能加速对异丙苯的氧化。我们合成的络合物3a—d则将刚性桥链双Schiff碱和冠醚环结构集为一体.有可能成为具有特殊催化性能的新型络合催化剂,在常压条件下以空气为氧源,用乙酰丙酮钴和1、2作对照物,     

钯/降冰片烯/手性氨基酸协同催化立体选择性构建全碳桥环分子骨架

钯/降冰片烯(NBE)协同催化是一种制备多取代芳烃的策略,由Catellani小组[1]在1997年首次报道,因此被称为Catellani反应.Catellani反应将经典的交叉偶联反应和C—H键活化有效连接起来,能对卤代芳烃(主要是碘代芳烃)邻位C—H键和原位C—X键进行连续的官能团化,一次构建多根化学键,合成一系列...     

醋酸碘苯介导的α-重氮羰基化合物的去重氮双氧合反应

报道了一类新颖的醋酸碘苯介导的α-重氮羰基化合物的去重氮双氧合反应.该反应利用醋酸碘苯与N-羟基邻苯二甲酰亚胺(或N-羟基丁二甲酰亚胺)反应能产生氧中心自由基的特性实现了氧中心自由基诱导的α-重氮羰基化合物的双氧合反应,合成了一系列α,α-双氧代芳酮和α,α-双氧代羧酸酯衍生物,产率中等到良好.基于实验结果及文献报道,提出了可能的反应机理,其涉及氧中心自由基加成、C-N键的均裂和自由基交叉偶联等.此外,该反应具有无需金属催化剂、条件温和、操作简便等优点.     

(+)-柳杉酚的简便合成

报道了两种(+)-柳杉酚(6)的简便合成路线。路线1:脱氢枞胺(1)经脱氨还原,12-位Friedele-Crafts乙酰化,Baeyer-Villiger氧化,7-位氧化和水解5步反应合成了6,总产率18.6%。路线2:1经脱氨还原和7-位氧化反应制得7-氧代脱氢松香烷(7);7与过氧化邻苯二甲酰反应,然后水解合成了6,总产率22.0%。6的结构经1H NMR,IR,TOF-MS和元素分析确证。