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新型NN2 pincer配体的研制及其促进烷基胺/醇类衍生物的Sonogashira反应研究

批准号:
22101074
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张兴杰
依托单位:
学科分类:
催化合成反应
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张兴杰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
炔烃是有机化学中最重要的官能团之一,广泛应用于化学生物学、制药和材料科学等领域中。近年来,发展简捷、高效的炔烃构筑方法得到了化学家的广泛关注和浓厚的研究兴趣。过渡金属催化的芳基或烯基亲电试剂的Sonogashira反应是合成取代炔烃最有效和便捷的方法之一,但是非活化烷基亲电试剂的Sonogashira偶联仍然是一个巨大的挑战且研究的很少,主要局限于环境不友好、价格昂贵的卤代烷烃参与的交叉偶联反应。因此,发展新型、廉价易得的烷基化试剂的Sonogashira反应尤为迫切和需要。本项目拟通过设计和开发新型、高活性的NN2 pincer配体,将廉价易得、来源广泛的烷基胺和醇类化合物作为新的烷基化试剂应用到Sonogashira反应中,发展高效、高选择性的镍催化的Sonogashira反应及其挑战性的不对称反应,为合成重要的烷基取代炔烃提供新颖和实用的方法。
英文摘要
Alkynes are amongst the most valuable functional groups in organic chemistry and widely used in chemical biology, pharmacy, and materials science. Recently, developing straightforward and efficient methods for the construction of alkynes has attracted lots of attentions and intense interests. Although transition-metal catalyzed Sonogashira coupling of aryl or vinyl electrophiles has proven to be one of the most efficient and convenient method for the synthesis of substituted alkynes, the coupling of non-activated alkyl electrophiles is still a formidable challenge, and the few reports were largely restricted to the use of environment-unfriendly, expensive alkyl halides. Therefore, it is highly urgent and desirable to develop such coupling with new alternatives that are cheap and easily available reagents. This project will enable the utilization of readily available, naturally abundant alkyl amines and alcohols as new alkylating agents in Sonogashira reactions based on the design and development of novel, highly active NN2 pincer ligands, and develop the highly effective and selective nickel-catalyzed Sonogashira coupling as well as challenging asymmetric reactions, providing novel and practical approaches for the synthesis of important alkyl substituted alkynes.
炔烃是有机化学中最重要的官能团之一,广泛应用于化学生物学、制药和材料科学等领域中。此外,其也可以发生丰富的官能团转化反应,为构筑结构多样性的复杂分子提供便利条件。因此,发展简捷、高效的炔烃特别是挑战性的烷基取代炔烃的构筑方法得到了化学家的广泛关注和浓厚的研究兴趣。在本项目中,我们通过设计和开发了一类稳定、易得的新型酰胺型NN2 pincer配体,并将其应用到过渡金属催化的交叉偶联反应中,首次实现了镍催化来源广泛、廉价易得的烷基胺衍生物的高效、高选择性的脱氨Sonogashira反应。此外,我们也成功将其应用于复杂天然产物和药物分子的后期脱氨炔基化修饰中,展现了良好的反应性能和优异的官能团兼容性,为构筑结构多样性的烷基取代炔烃提供了新颖和实用的方法。随后,我们又通过对该类酰胺型NN2 pincer配体结构的进一步优化和修饰,实现了镍催化烷基胺衍生物的高效脱氨联烯化反应和脱氨烷基化反应,不仅凸显了该类酰胺型NN2 pincer配体的优异催化性能,而且丰富和拓展了烷基吡啶盐的应用范围。另外,我们也发展了无过渡金属参与的氨基酸吡啶盐在温和条件下的高效扩环反应,为具有重要生物活性的氮杂卓类骨架的构筑提供了简便的方法。最后,我们还利用还原偶联的策略,避免使用不稳定、水和空气敏感的金属有机试剂,以廉价易得的卤代芳烃为合成子,实现了镍催化不饱和肟酯衍生物与卤代芳烃的还原亚胺/芳基化反应,为功能化吡咯啉类化合物的构筑提供了新颖的合成方法,极大地拓宽了过渡金属催化的碳-胺化反应的适用范围。这些研究结果表明该类酰胺型NN2 pincer配体不仅在过渡金属催化的交叉偶联反应中具有优异的催化性能,而且有助于实现常规配体难以实现的新型转化反应的发生。因此,我们相信该类酰胺型NN2 pincer配体也必将得到越来越多的关注并在金属催化中发挥重要的推动作用。
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