电氧化诱导的自由基烷基化反应精准构建氟代杂环化合物

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21901052
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0108.新反应与新试剂
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The introduction of fluorinated groups into heterocyclic molecules has been broadly used in small-molecule agents. However, a direct, convenient and environment-friendly fluorination method has not been well established, limiting the synthesis of fluorinated heterocyclic drugs. Compared with the traditional fluorination reactions, the strategy of using electrochemical fluoroalkylation to synthesize fluorinated heterocycles avoids the additive of oxidants and transition metals. The electrosynthesis, which employs mild conditions, has emerged as a powerful and green synthetic tool. Based on the advantages of electrochemistry, we will focus on promoting the fluoroalkyl radical, produced by electrolysis, efficiently and sequencely reacting with substrates through radical cascade cyclization. In this project, with the rational design of substrates and modification of fluoroalkylated reagent, we will investigate the electrochemical fluoroalkylation of alkynes, alkenes, allenes and alkanes (remote inert C(sp3)-H bond), using the strategy of radical cascade cyclization, radical shift, functional group migration, towards the precise construction of fluoroalkylated and fluorinated heterocycles. The preliminary study of antitumor activity will also be carried out. The fulfillment of this program will develop novel electrochemical fluoroalkylations, conferring a benign and efficient synthetic methodology for the building of fluorinated heterocyclic compounds with diverse structures, and stimulate the improvement of the synthesis of fluorinated heterocyclic drugs.
杂环分子中引入含氟官能团在药物分子中有广泛的应用。然而,由于缺少便捷、通用、以及绿色环保的氟化方法,使得含氟杂环药物的合成工艺受到极大限制。相较于传统的有机氟化反应,利用电化学氧化产生氟烷基自由基构建氟代杂环骨架的策略,可避免氧化剂和过渡金属的使用,反应条件温和、绿色节能。基于电化学的这些优势,本项目将针对如何使电解产生的氟烷基自由基高效有序地参与底物的可控串联环化反应进行研究。拟以具有重要生物活性功能的杂环骨架为导向,通过合理设计底物和氟烷基化试剂的修饰,利用自由基串联环化、自由基迁移、官能团迁移等策略实现烯(炔)烃、联烯和烷烃(远程惰性C(sp3)‒H键)的电化学氟烷基化反应,精准构建环外和环内氟代杂环化合物;并初步评价其抗肿瘤活性。本项目的实施可发展电化学氟烷基化反应的类型,并为构建结构多样的氟代杂环分子提供绿色、高效合成方法,为含氟杂环药物合成工艺的改进提供新思路。

结项摘要

功能杂环骨架在药物分子中具有广泛的应用。然而,由于缺少便捷、通用、以及绿色环保的构筑方法,使得修饰功能杂环骨架的合成工艺受到极大限制。相较于传统的有机合成反应,利用电化学氧化策略,可避免化学氧化剂和过渡金属的使用,反应条件温和、绿色节能。基于电化学的这些优势,通过自由基的生成与转化,本项目实现了丙烯酰胺类化合物、吲哚类、醛腙类、烯烃类、烷烃类等底物的电化学氧化转化,例如:氟烷基化反应、硫氰化反应、磷酰化反应、胺化反应以及硒化反应等,开发了构筑功能性杂环化合物的绿色高效合成方法。这些方法无需使用化学氧化试剂或金属催化剂。在项目的资助下,在Sci. China Chem.,Green Chemistry,Org. Lett.等杂志上发表标注SCI论文12篇,授权发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Selenium‐Electrocatalytic Cyclization of 2‐Vinylanilides towards Indoles of Peptide Labeling
硒-2-乙烯基苯胺电催化环化为肽标记的吲哚
  • DOI:
    10.1002/asia.202200762
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Chemistry – An Asian Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shaogao Zeng;Songlin Fang;Haiping Cai;Dong Wang;Weiliang Liu;Xinwei Hu;Pinghua Sun;Zhixiong Ruan
  • 通讯作者:
    Zhixiong Ruan
Catalyst-free, direct electrochemical synthesis of annulated medium-sized lactams through C-C bond cleavage
通过 C-C 键断裂无催化剂直接电化学合成环状中型内酰胺
  • DOI:
    10.1007/s00401-021-02389-x
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Green Chemistry
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Xu Zhongnan;Huang Zhixing;Li Yueheng;Kuniyil Rositha;Zhang Chao;Ackermann Lutz;Ruan Zhixiong
  • 通讯作者:
    Ruan Zhixiong
Manganese- and rhenium-catalyzed C-H enaminylation: expedient access to novel indole-purine hybrids with anti-tumor bioactivities
锰和铼催化的C-H烯胺化:方便地获得具有抗肿瘤生物活性的新型吲哚-嘌呤杂化物
  • DOI:
    10.1039/d0qo01120g
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Organic Chemistry Frontiers
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Xu Zhongnan;Wang Yuqing;Zheng Yucheng;Huang Zhixing;Ackermann Lutz;Ruan Zhixiong
  • 通讯作者:
    Ruan Zhixiong
Electrochemical regioselective C-H selenylation of 2H-indazole derivatives.
2H-吲唑衍生物的电化学区域选择性C-H硒化。
  • DOI:
    10.1039/d1ob02108g
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Organic and Biomolecular Chemistry
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Lin Shengsheng;Cheng Xiaomei;Hasimujiang Balati;Xu Zhongnan;Li Fengtan;Ruan Zhixiong
  • 通讯作者:
    Ruan Zhixiong
Late-stage azolation of benzylic C-H bonds enabled by electrooxidation
通过电氧化实现苄基 C-H 键的后期偶氮化
  • DOI:
    10.1007/s11426-020-9938-9
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Science China Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ruan Zhixiong;Huang Zhixing;Xu Zhongnan;Zeng Shaogao;Feng Pengju;Sun Ping-Hua
  • 通讯作者:
    Sun Ping-Hua

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“C(sp3)活性位点导向”的多肽电化学氧化修饰研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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