自由基加成启动的非末端炔烃远程碳-氢键官能团化反应研究
批准号:
22071218
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
朱钢国
依托单位:
学科分类:
新反应与新试剂
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱钢国
中文摘要
惰性碳-氢键直接官能团化是合成化学的难点和热点之一。烯基自由基分子内氢迁移是活化惰性碳-氢键的重要方法,但是,产生的烷基自由基往往紧接着发生5-exo环化,局限了烯基自由基介导的惰性碳-氢键官能团化反应的应用。为此,本项目拟用杂原子基团或芳基调控非末端炔烃自由基加成反应的区域选择性,从源头上排除5-exo环化反应可能性,进而发展远程惰性碳-氢键的分子间官能团化反应,如氟化、(杂)芳基化、烷基化、氧化和脱氢成烯等。此外,利用还原自由基-极性交叉策略,发展非末端炔烃的自由基加成/1,5-氢迁移/5-endo还原环化串联反应。在上述反应基础上,还将进行Magnofargesin等生物活性分子的合成研究。拟开展的反应具有高度的区域、立体和位点选择性,可以快速合成热力学相对不稳定的(Z)-烯烃或高度官能团化的五元环,具有良好的应用前景。
英文摘要
Direct functionalization of inert C-H bonds is one of the most important, but challenging areas in synthetic chemistry. In this respect, radical translocation of vinyl radicals has become a powerful strategy for the direct C-H bond functionalization. However, a 5-exo cyclization typically occurs after the initial 1,5-HAT of vinyl radicals, thus limiting the application of this strategy in organic synthesis. As such, seeking new reaction modes for the vinyl radical-induced remote C-H bond functionalization is highly desirable. In this project, a novel remote intermolecular C-H bond functionalization, including fluorination, arylation, heteroarylation, alkylation, oxygenation, desaturation, and other reactions, of internal alkynes is proposed, in which heteroatom- or aryl-directed beta-regioselective radical addition to C-C triple bonds is used for avoiding the traditional 5-exo cyclization. In the meanwhile, an unprecedented internal alkyne radical addition/1,5-HAT/reductive 5-endo cyclization cascade reaction is proposed in the absence of additional functional groups, which may give a direct access to highly functionalized five-membered rings. Finally, the synthetic utility of proposed methods will be evaluated on the fast synthesis of biologically active molecules like Magnofargesin. The designed reactions are featured with excellent regio-, stereo-, and site-selectivity, thus offering facile access to thermodynamically unfavorable (Z)-alkenes or highly functionalized five-membered rings, which are difficult to access via traditional methods. Therefore, we believe that the methods described here should be valuable for chemical synthesis.
项目针对自由基加成启动的炔烃远程碳-氢键官能团化反应受限于5-exo环化的问题,通过硫醚、酰胺、芳基等导向基团控制自由基加成的区域选择性,再利用1,5-HAT活化惰性碳-氢键,发展了三类自由基加成启动的非末端炔烃远程碳-氢键官能团化反应,包括分子间碳-氢键官能团化、自由基极性效应促进的5-endo环化和氟效应促进的4-exo环化,分别实现了远端官能团化的(Z)-烯烃、环戊烯和环戊酮等五元碳环以及氟烷基取代环丁烷的高效、绿色合成,并以此发展了若干天然产物或生物活性分子的新合成路线。所发展的反应能同时实现区域、立体和位点选择性的精准控制,为功能分子可控合成提供了有效方法。更重要的是,项目成功将炔烃自由基加成启动的远程碳-氢键官能团化方法学从传统的5-exo环化拓展到分子间官能团化、5-endo和4-exo环化,并通过实验和DFT计算阐明了选择性控制因素,为发展可控自由基反应提供了新思路。
可见光催化叔膦介导的脱硫骨架编辑反应研究
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批准号:22671322
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2026
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负责人:朱钢国
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依托单位:
氟效应促进的氟烷基取代烯烃α-烷基化反应研究
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批准号:22371262
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2023
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负责人:朱钢国
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依托单位:
过渡金属催化的醛直接转化为酮的自由基反应研究
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批准号:21672191
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2016
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负责人:朱钢国
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依托单位:
基于1,2-双官能团化烯烃的偶联反应选择性合成多取代烯烃
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批准号:21172199
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:朱钢国
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依托单位:
偶极烯丙基钯的环加成反应研究
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批准号:20902084
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2009
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负责人:朱钢国
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依托单位:
国内基金
海外基金