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雲南大學羊曉東/張洪彬團隊在碳氫鍵官能團化領域取得研究進展

2020-05-15  點擊:[]

近期,雲南大學自然資源藥物化學教育部重點實驗室羊曉東教授/張洪彬教授團隊開展合作研究,在飽和雜環烷烴C(sp3)H鍵的官能團化研究領域取得了研究進展。該團隊發展了一種單電子轉移(SET)與氫原子轉移(HAT)的協同作用,首次實現了飽和雜環烷烴與氮雜烯丙基化合物的無過渡金屬催化的C(sp3)H/C(sp3)H鍵脱氫交叉偶聯反應的新合成策略,獲得了一系列在製藥工業中有重要性的飽和雜環甲胺衍生物,而該類化合物在温和條件下難以製備得到。

飽和雜環烷烴,特別是飽和環醚及環胺類,是自然界中重要的基本結構單元,廣泛存在於大量生物活性分子、小分子藥物及功能材料中,其相關合成研究引起了國內外研究者的高度重視。但由於飽和雜環較高的CH鍵離解能及較低的酸性,阻礙了對其牢固的C(sp3)H鍵官能團化研究的發展。通常,該類官能團化需要傳統的強氧化劑、過渡金屬、光催化劑、導向基團以及高温(150 oC)等反應條件,長期面臨着反應經濟性、綠色環保等一系列問題的挑戰。因此,發展高效温和的飽和雜環C(sp3)H鍵官能團化的新策略,仍然是一項急需解決的研究課題。

該項工作使用氮雜烯丙基陰離子作為超電子給體(SED),以大位阻的芳基碘化物作為電子受體,二者通過單電子轉移(SET)形成氮雜烯丙基自由基及芳基自由基,後者進一步與飽和雜環通過氫原子轉移(HAT)產生烷基自由基;進而與氮雜烯丙基自由基發生自由基偶聯反應形成新的CC鍵,一步實現了飽和雜環C(sp3)H鍵的直接官能團化。此外,研究發現用該合成策略也可以使甲苯衍生物C(sp3)H鍵活化並與2-氮烯丙基中間體發生偶聯反應。該合成方法反應條件温和,避免了使用傳統的強氧化劑、過渡金屬、光催化劑及導向基團等。

相關結果近日發表於英國皇家化學會期刊《化學科學》(Chemical Science, 2020, DOI: 10.1039/d0sc00031k),羊曉東教授課題組博士生劉正芬為論文第一作者。該項工作得到了國家自然科學基金、教育部長江學者與創新團隊發展計劃、雲嶺學者及東陸學者支持計劃的資助。


自然資源藥物化學教育部重點實驗室 供稿

(編輯:李哲)


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