Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions

立体选择性自由基环化反应的催化过程

基本信息

  • 批准号:
    10475223
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 34.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cyclic structures, including both carbocycles and heterocycles, are common motifs of natural products and synthetic compounds with important biomedical activities. Among different approaches for preparing cyclic molecules, radical cyclization represents one of the most powerful approaches for construction of ring structures. Among a number of inherent synthetic advantages, radical reactions typically proceed at fast reaction rates under mild and neutral conditions in a broad spectrum of solvents and exhibit significantly high functional group tolerance. Furthermore, radical processes have the capability to perform in a cascade fashion, allowing for the rapid construction of complex molecular structures with generation of multiple stereogenic centers. To further enhance the synthetic applications of radical cyclization, new approaches will be needed for achieving high control of their reactivity as well as stereoselectivity, especially enantioselectivity, challenging issues that are intrinsically associated with the “free” nature of radical chemistry. Guided by the concept of metalloradical catalysis (MRC), this proposed research explores a fundamentally new approach for controlling stereoselectivity of both C- and N-centered radical reactions. Cobalt(II) porphyrins [Co(Por)], as stable 15e metalloradicals, can enable the activation of diazo compounds and organic azides to cleanly generate C- and N-centered radicals, respectively, with N2 as the only byproduct in a controlled and catalytic manner. The initially-formed C- and N-centered radicals, which are termed as a-Co(III)-alkyl radicals and a-Co(III)-aminyl radicals, respectively, remain covalently bonded with [Co(Por)]. They can undergo common radical reactions, such as radical addition to alkenes and hydrogen-atom abstraction, but with effective control of reactivity and stereoselectivity by the porphyrin ligand environment. In addition to the radical nature of [Co(Por)], the low dissociation energy of Co–C and Co–N bonds plays a key role for the successful turnover of the Co(II)-based catalytic processes, resulting in effective radical cyclization reactions. Through the support of D2- symmetric chiral porphyrin ligands with tunable electronic, steric, and chiral environments, Co(II)-based metalloradical catalysis (Co(II)-MRC) will be applied for the development of various radical cyclization processes for stereoselective construction of both carbocylic and N-heterocyclic compounds with different ring sizes and varied degrees of molecular complexity. We hope these studies will ultimately lead to the development of cost-effective and environmentally benign radical cyclization processes that can be successfully applied for the stereoselective synthesis of biologically important natural products and pharmaceutically interesting small molecules.
环状结构,包括碳环和杂环,是天然化合物的常见基序。 具有重要生物医学活性的产品和合成化合物。 对于制备环状分子,自由基环化是最有效的方法之一 环状结构的构建有许多固有的合成优势,其中包括自由基反应。 通常在温和和中性条件下以快速反应速率在广谱范围内进行 溶剂并表现出显着高的官能团耐受性此外,自由基过程具有 以级联方式执行的能力,允许快速构建复杂的分子 具有多个立体中心的结构进一步增强合成应用。 对于自由基环化,也需要新的方法来实现对其反应性的高度控制 作为立体选择性,尤其是对映选择性,具有内在相关性的挑战性问题 具有自由基化学的“自由”性质。 在金属自由基催化(MRC)概念的指导下,这项研究探索了 控制 C 和 N 中心自由基立体选择性的全新方法 钴(II)卟啉[Co(Por)]作为稳定的15e金属自由基,可以激活 重氮化合物和有机叠氮化物分别干净地产生以 C 和 N 为中心的自由基 N2 作为唯一的副产品,以受控和催化的方式产生。 分别称为a-Co(III)-烷基和a-Co(III)-氨基的自由基保留 它们与[Co(Por)]共价键合,可以发生常见的自由基反应,例如自由基加成。 烯烃和氢原子抽象,但有效控制反应性和立体选择性 除了[Co(Por)]的自由基性质外,还受卟啉配体环境的影响。 Co-C 和 Co-N 债券的能量对于 Co(II) 基债券的成功周转起着关键作用 催化过程,通过 D2- 的支持产生有效的自由基环化反应。 具有可调电子、空间和手性环境的对称手性卟啉配体,Co(II) 基 金属自由基催化(Co(II)-MRC)将用于开发各种自由基环化反应 碳环和N-杂环化合物的立体选择性构建方法 不同的环尺寸和不同程度的分子复杂性。 我们希望这些研究最终能够开发出具有成本效益且环保的产品 可成功应用于立体选择性合成的良性自由基环化过程 生物学上重要的天然产物和药学上有趣的小分子。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

X. Peter ZHANG其他文献

X. Peter ZHANG的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('X. Peter ZHANG', 18)}}的其他基金

Stereoselective Radical Processes for C-H Alkylation and Amination
C-H 烷基化和胺化的立体选择性自由基过程
  • 批准号:
    10557084
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Stereoselective Radical Processes for C-H Alkylation and Amination
C-H 烷基化和胺化的立体选择性自由基过程
  • 批准号:
    10357917
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Stereoselective Radical Processes for C-H Alkylation and Amination
C-H 烷基化和胺化的立体选择性自由基过程
  • 批准号:
    10796195
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions
立体选择性自由基环化反应的催化过程
  • 批准号:
    9127979
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions
立体选择性自由基环化反应的催化过程
  • 批准号:
    10248461
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions
立体选择性自由基环化反应的催化过程
  • 批准号:
    10018889
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions
立体选择性自由基环化反应的催化过程
  • 批准号:
    8887619
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions
立体选择性自由基环化反应的催化过程
  • 批准号:
    9543478
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Catalytic Processes for Stereoselective Radical Cyclization Reactions
立体选择性自由基环化反应的催化过程
  • 批准号:
    10587778
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
New Catalytic Systems for Stereoselective C-H Amination
用于立体选择性 C-H 胺化的新型催化系统
  • 批准号:
    9524378
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:

相似国自然基金

底物导向未活化烯烃的迁移可控氢官能团化反应研究
  • 批准号:
    22301216
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多相聚烯烃核壳粒子刚韧特性定向优化及其改性沥青性能协同调控机制
  • 批准号:
    52308460
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
环状烯烃共聚物微相分离调控微/纳多孔结构发泡机制研究
  • 批准号:
    52303041
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
疏水FexC基催化剂上合成气向C4~C16线性α-烯烃的低碳、定向转化机制
  • 批准号:
    22302149
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低价钴-氢催化烯烃/炔烃氢烷基化
  • 批准号:
    22371273
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Multifunctional Biodegradable Zwitterionic Polymer-Drug Conjugates for Multidrug Co-Delivery
用于多药联合递送的多功能可生物降解两性离子聚合物-药物缀合物
  • 批准号:
    10638101
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Discovery and Development of Organic Reactions Catalyzed by Transition Metals Valuable for Medicinal Chemistry
具有药物化学价值的过渡金属催化有机反应的发现和发展
  • 批准号:
    10387536
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Discovery and Development of Organic Reactions Catalyzed by Transition Metals Valuable for Medicinal Chemistry
具有药物化学价值的过渡金属催化有机反应的发现和发展
  • 批准号:
    10543417
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Discovery and Development of Organic Reactions Catalyzed by Transition Metals Valuable for Medicinal Chemistry
具有药物化学价值的过渡金属催化有机反应的发现和发展
  • 批准号:
    10316182
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
Discovery and Development of Organic Reactions Catalyzed by Transition Metals Valuable for Medicinal Chemistry
具有药物化学价值的过渡金属催化有机反应的发现和发展
  • 批准号:
    10214396
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.43万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了