水合肼选择性还原炔烃至顺式烯烃研究

转移氢化反应是一种条件温和、反应转化率高的还原反应.研究了一系列双烷基和双羟基修饰的炔类化合物,在空气中水合肼的作用下选择性还原为顺式烯烃的方法,其中水合肼作为转移氢化试剂,空气中氧气作为氧化剂,通过氧化反应将肼氧化为二氮烯N_2H_2分子,进而二氮烯N_2H_2分子选择性还原炔烃为顺式烯烃.通过二维核磁共振谱证明了生成的烯烃的构型为顺式结构.     

光催化选择性氧化还原体系在有机合成中的研究进展

21世纪,化学研究的一个主要目标是发展一种高效能技术,用于取代那些对环境有害的耗能过程.光催化选择性氧化还原体系的出现和应用极大地满足了人们对能源和环境的要求.在光催化选择性氧化还原体系中,反应发生所需要的条件比传统催化温和,同时它也避免了一些强氧化剂和危险还原性物质的使用,通过优化反应环境可以实现对某种目标产物的高选择性,从而为有机合成提供了一种绿色、节能的途径,成为21世纪最具潜力的绿色有机化学技术.本文重点阐述了光催化选择性氧化还原体系在有机合成领域中的重要进展,并对其存在的问题及相关领域的发展趋势作了展望.     

Ni/Al2O3催化剂表面状态对CH4氧化反应的影响

采用瞬变响应技术研究了常压700℃条件下气相O2、Ni/Al2O3催化剂表面上可逆吸附氧物种及催化剂的表面状态对CH4吸附、反应以及CH4部分氧化反应的影响,同时也对CH4部分氧化制合成气反应过程中催化剂表面所处的状态进行了研究.结果表明,如果催化剂表面处于氧化态,CH4不能吸附分解,只能通过RidealEley机理与催化剂表面的吸附氧进行非选择性氧化反应,这将严重影响CH4的转化和目的产物H2、CO的选择性.只有在还原的催化剂上,CH4部分氧化制合成气反应才能高转化、高选择性地进行.在CH4部分氧化制合成气反应过程中,催化剂表面处于还原态,不存在多余的中间氧物种NiO,但存在少量的碳物种,这有利于保持催化剂的还原态和抑制CO2的生成.     

杨梅酮的电化学和光谱性质研究

应用循环伏安和紫外光谱法研究杨梅酮氧化还原性质及其稳定性.结果表明:在B-R缓冲溶液中玻碳电极上,杨梅酮的氧化还原表现为两步氧化反应和两步还原反应.氧化反应对应于B环4-′OH和C环3-OH的氧化,还原反应对应于C环4位羰基还原为中间体自由基之后再进一步还原生成羟基.以上各步反应均为单电子单质子电极过程.杨梅酮的氧化还原反应与溶液pH关系密切,但其原因来自于去质子化作用,并导致它的抗氧化能力增强,但其最终氧化产物没有电化学活性,并吸附在电极表面,阻碍了电极过程电子传递.在pH 7.45~12.00范围内,杨梅酮也因去质子化作用导致紫外光谱Ⅰ带和Ⅱ带随pH增加,而发生红移,分解作用加剧.同时分解作用还与放置时间有关.     

硝基苯在离子液体EMimBF4中的选择性电还原

采用循环伏安法和恒电位电解法研究了离子液体EMimBF4中硝基苯在微铂电极上的选择性电还原特性. 研究结果表明, 硝基苯在铂电极上的电还原反应为双分子八电子三步骤电化学过程: 第一步反应为准可逆单电子转移步骤, 产生阴离子自由基; 第二步为二电子转移步骤, 并伴有随后的双分子不可逆自由基偶合反应和快速质子化及脱水反应, 主要产物为氧化偶氮苯; 第三步是二电子转移产生偶氮苯的过程. 通过控制电位, 可以选择性地合成氧化偶氮苯和偶氮苯; 在EMimBF4中, 硝基苯和水的浓度变化对电化学行为产生较大影响.     

芳烃酰基化后还原制备芳香醇的工艺进展

芳烃制备高附加值精细化学品芳香醇(9-芴甲醇),一直以来存在产物选择性低以及合成成本高等问题。基于此,本文主要综述了芳烃酰基化后还原合成芳香醇的工艺,包括第一步采用Friedel-Crafts酰基化反应、Vilsmeier-Haack反应、Reimer-Tiemann反应、Duff反应等过程将芳烃酰基化合成芳香醛/酮;第二步通过金属氢化物还原、催化加氢还原、活泼金属还原、Cannizarro反应、Meerwein-Ponndorf-Verley还原反应等过程将芳香醛/酮还原合成芳香醇。在总结和归纳各种工艺过程优缺点的基础上,提出了合理的芳香醇制备工艺,为9-芴甲醇产业化制备技术的开发提供帮助。     

底物与条件控制苯胺与丙烯醛/烯酮的化学选择性偶联反应（英文）

金属催化碳氢键活化已经成为制备高附加值有机化合物的一类高效方法,由于碳氢键广泛存在,所以对它们进行化学、区域、立体选择性的活化作为一大挑战已经被人们日益所关注,然而氧化还原选择性控制的研究十分少见.通常而言,有机氧化还原反应定义为得失氢氧原子,例如消除氢负离子为氧化反应,而失去一个质子则为中性反应.在已有的研究中单独的氧化、还原反应已经被广泛研究,而且被大量用于医药合成、精细化工品的制备以及各类先进材料的生成.但是在同一反应体系下同时调控三种氧化态的研究目前未见报道,因此发展这类选择性控制的反应十分重要.我们此前已经实现了Rh(Ⅲ)/Ir(Ⅲ)催化苯胺和烯酮还原偶联合成四氢喹啉和高烯丙基苯胺两种产物,同时也能得到中性的1,2-二氢喹啉产物.在此工作的基础上,我们希望能够进一步实现相同反应组分的氧化偶联.为此,我们仔细分析取代的苯胺与烯酮的可能反应路径,发现可能的关键物种G—含有Rh(Ⅲ)的六元杂环中间体有望实现这类氧化过程,当用丙烯醛做底物时,物种G有可能实现円-氢消除得到氧化的二氢喹啉酮和Cp*RhXH,通常Cp*RhXH很容易发生自身的还原消除得到Cp*Rh(Ⅰ)使反应终止,但是,丙烯醛的存在有可能重新活化Cp*RhXH使得催化循环一直进行下去.另一种情况是中间体G发生质子解然后脱水得到亚胺物种,亚胺很容易被亲核试剂进攻得到中性的氮杂缩醛类产物.当然,外加银盐氧化剂还有可能得到另一种氧化型的喹啉盐.基于这种思路,我们发展了Rh(Ⅲ)-催化碳氢活化N-取代的苯胺与丙烯醛/烯酮的选择性偶联反应,反应可以化学选择性专一地制备三类不同的杂环化合物.当氮-吡啶基苯胺与丙烯醛反应时,反应类型为氧化过程,经历了转移氢化的过程,其中烯醛为主要的氢受体,得到二氢喹啉酮产物;如果定位基换成嘧啶时,在相似的反应条件下,反应类型为氧化还原中性过程,生成氮杂缩醛醚类产物;氮-吡啶基苯胺和烯酮反应在AgBF_4的氧化作用下同样可以发生氧化反应得到喹啉盐类化合物.至此,我们实现了导向基团对氧化反应和中性反应的控制,氧化剂的种类对反应路径的改变.反应的底物范围广泛,官能团容忍性好,我们期待这类氧化还原多样性的杂环合成方法能促进更多新颖反应的发现.     

β-大马烯酮和β-大马酮的光化学合成

从同一个中间体合成β-大马烯酮(1)和β大马酮(2), 烯丙基β-环香叶醇的光氧化得双环氧化合物3.3的羰基用邻硝基苯基乙二醇保护, 还原, 光化学去保护和脱水得2,3的酸催化开环, 保护选择还原和光化学去保护得1. 首次观察到末端双键在光氧化时的环氧化。     

Fe(Ⅲ)-5-Br-PADAP络合物光化学还原反应的研究

研究了溶液酸度、光强度、有机酸及其浓度对Fe(Ⅲ)-5-Br-PADAP络合物光化学还原反应的影响,并对该光化学还原反应的机理作了初步探讨.结果表明,在pH为5.5的HAc-NaAc缓冲溶液中,Fe(Ⅲ)-5-Br-PADAP络合物的光化学还原反应速度较快;光强度增加,该光化学还原反应速度加快;甲酸等有机酸能加速该光化学还原反应;乙二酸、丙二酸能明显抑制该光化学还原反应;能促进反应的有机酸浓度增加,该光化学还原反应的速度加快.     

5,6-环氧-β-紫罗兰醇的合成

以β-紫罗兰酮为原料,用间氯苯过甲酸进行β-紫罗兰酮的环氧化,然后再用NaBH4/CeCl3进行选择性还原,得到5,6-环氧-β-紫罗兰醇,两步反应总得率为89.20%.同时,还进行了β-紫罗兰酮主奎原,再进行环氧化的另一条的合成路线实验,两步反应总得率为70.20%;并对两条路线进行了对比.所有中间体和产物的结构经I...     

汽油制氢反应催化剂制备方法研究

对汽油氧化重整制氢反应催化剂制备方法进行了实验 ,研究了双金M N/Al2 O3 预还原与否对汽油制氢反应的活性、生成氢气的选择性及催化剂的稳定性。实验结果表明 ,催化剂的制备方法不同 ,在汽油氧化重制氢反应中催化剂活性、生成氢的选择性不同 ,还原态的好于非还原态的双金属催化剂 ;还原与否对该双金属催化剂的稳定性影响不大。     

6-氯-2(1 H)-喹喔酮合成方法的改进

设计了以对氯苯胺和氯乙酰氯为原料,经缩合、硝化、还原、环合、氧化五步制得6-氯-2(1H)-喹喔酮的位置选择性合成方法,并对以氯乙酰氯作为苯胺的氨基保护试剂进行硝化的反应和对含活泼氯的硝基化合物进行还原的反应进行了研究.研究结果表明以氯乙酰氯作为苯胺的氨基保护试剂进行硝化的反应符合一般的硝化定位规则,而含活泼氯的硝基化合物的还原在优化条件下以铁粉为还原剂可以高选择性获得目标产物.     

影响硼烷对酮不对称还原对映选择性的因素研究

手性邻氨基醇催化的硼烷对酮的不对称还原是制备手性二级醇的重要方法之一,特别是Corey等发展的(S)-α,α-二苯基脯氨醇为非常有效的手性配体,也得到了广泛的应用,然而,研究表明,该反应的对映选择性受多种因素,如硼烷的用量、温度、溶剂、底物酮中的杂原子等的影响.最近我们系统研究了在该还原体系中影响产物对映选择性的因素,找到了适合不同类型催化剂和底物酮的最佳还原条件.结果表明催化剂和底物酮中的杂原子、底物酮中的电子效应、还原体系中的阴离子等对还原产物的对映选择性均有明显的影响,其中底物酮的电子效应的影响符合Hammett线性自由能.通过该研究,不仅提高了对该反应的认识,也可以为其他不对称催化反应条件的优化提供借鉴.     

镍催化氮杂环丁酮和丁二烯环加成反应机制的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对镍催化1-Boc-3-氮杂环丁酮和2,3-二甲基-1,3-丁二烯的环加成反应进行了理论研究. 计算结果表明, 该反应采用氧化加成机制而非实验推测的β-碳消除机制. 氧化加成机制主要由3个基元反应步骤组成, 分别为氮杂环丁酮底物中C—C(=O)键的氧化加成、 二烯顺式插入Ni—C(=O)键、 以及还原消除生成八元氮杂环产物, 其中烯烃插入是整个反应的决速步骤, 反应能垒为86.74 kJ/mol. 通过探讨烯烃分别插入到Ni—C(=O) 键和Ni—C(sp³) 键的2种反应途径分析了烯烃插入步骤的区域选择性, 得到了与实验数据基本一致的结果.     

柴油脱硫的机理研究以及反应中的溶剂效应

柴油的脱硫技术分为加氢脱硫和非加氢脱硫。在非加氢脱硫的研究中,氧化脱硫技术具有反应条件温和、不使用昂贵的氢气、投资和操作费用低等优点日益受到重视。文章介绍了柴油的脱硫技术的机理方面的研究进展。其中包括加氢脱硫的反应网络;以及氧化脱硫研究中,光化学氧化体系和有机过氧化物氧化体系中DBT的氧化机理。在不同的反应体系中,溶剂对含硫化合物的脱除也有很大的影响.     

稀土酞菁电致变色性质的研究

本文用循环伏安法对十三种稀土双酞菁(LnPc₂H)在邻二氯代苯中进行了研究,测定了全部氧化还原反应的半波电位(E_1/2)。由循环伏安曲线上的电化学参数及电子转移数测定结果来判断,四个氧化还原反应均为可逆(准可逆)的单电子转移过程。各种稀土双酞菁的四个反应半波电位变化规律是:随稀土离子的原子序数增大,其中二个氧化反应,E_1/2往负电位方向移动分别约为110和170mV,而对二个还原反应,轻稀土双酞普和重稀土双酞善的E_1/2各为一定值,由此可认为轻、重稀双酞善之间存在一定的差别。还测定了十三种稀土双酞普在CH₂Cl₂和DMF中氧化还原反应的半波电位,结果表明,溶剂供体数(Donor Number)的增大,溶剂化作用的加强,使得稀土双酞普二个氧化反应的半波电位往正电位方向移动。而对二个还原反应的半波电位无显著的影响。     

活性酵母细胞不对称催化苯乙酮还原及树脂吸附对反应的促进作用

 以苯乙酮为模型底物,研究了水相体系中酵母细胞催化前手性芳香酮不对称还原生成相应手性醇的反应特性. 实验发现,酵母细胞催化苯乙酮不对称还原的产物以(S)-α-苯乙醇为主,反应的立体选择性很高,(S)-α-苯乙醇的对映体过量值可达99%左右. 在pH为7～8, 酵母细胞用量为0.2 g/ml的条件下能获得较高的产物收率(可达35%左右). 酵母细胞能选择性地氧化(S)-α-苯乙醇,而留下(R)-α-苯乙醇. 在反应体系中加入合适的吸附树脂,可以降低底物和产物对细胞的毒害作用,显著提高反应底物的初始浓度,从而提高产物收率.     

Baeyer-Villiger单加氧酶的蛋白质改造及其催化氧化反应研究新进展

Baeyer-Villiger单加氧酶(BVMO)作为一种重要的生物催化剂,可以催化各种有机酮/醛化合物的Baeyer-Villiger氧化反应,以及一些含硫、硒、硼等杂原子底物的氧化反应.Baeyer-Villiger单加氧酶催化的氧化反应具有选择性高、反应条件温和、高效等优点,已成为不可或缺的有机合成工具,被广泛应用于各种手性化合物的合成中.近年来利用生物信息学分析和基因挖掘技术,从众多微生物中找到了多种新型的BVMO;另外利用蛋白质工程技术对已知的野生型BVMO进行改造,从而扩大底物范围,提高热稳定性和反应活性,改善酶的立体、区域和化学选择性.这些都进一步扩大了Baeyer-Villiger单加氧酶催化氧化反应的应用范围.以不同底物结构的Baeyer Villiger氧化反应为主线,综述了近5年来国内外对野生型以及蛋白质工程改造的BVMO催化氧化反应研究的新进展.     

2-烷基-6-甲氧基-1,4-苯醌的全合成

3,5-二甲氧基苯甲醛经格氏、氧化反应制到3,5-二甲氧基苯基烷基酮, 然后在微波辐射下经黄鸣龙还原和选择性脱甲基化、Teuber氧化反应制得目标化合物, 产率均在50%以上. 产物结构经IR, 1H NMR, 元素分析等进行了表征.     

乙酸镍吡啶配合物催化的分子氧氧化反应研究

Ni(OAc)2结合吡啶和叔丁基过氧化氢(TBHP)实现了苄基C-H与苄基醇类化合物在温和条件下(80～90℃,O21 atm)的选择性催化分子氧氧化反应.研究了过氧化物添加剂,配体,溶剂和温度的影响,得到了优化的反应条件.在苄基C-H的氧化中显示了很高的酮/醇选择性.用ESR法进行了Ni(III)的检测,证实了反应机理.竞争实验说明羰基化合物的生成不是因为醇继续氧化.酮可被解释为过氧化氢中间体受金属催化分解的产物.