镍催化炔烃三组分偶联反应构建官能化四碳取代烯烃的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21901163
  • 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:
    B0105.催化合成反应
  • 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

Alkynes have versatile chemical reactivities and thereby their catalytic transformations played vital roles in modern organic synthesis. Transition-metal-catalyzed (mainly palladium) sequential incorporation of two carbon groups across the internal alkynes paved an effective avenue for the synthesis of tetracarbon-substituted alkenes. The efficiency would be remarkably improved if the two-step strategy can be performed in one-pot fashion. However, it’s usually difficult to inhibit the binary coupling side products as well as to coordinate the multiple elementary reactions, so limited examples were reported. Nickel is similar to palladium in nature and has long been deemed as an inexpensive surrogate for palladium. In recent years, however, the inherence of nickel has been found to contribute to many new catalytic reactions which are specific to nickel catalysis. This applicant is fully aware of the uniqueness of nickel through the earlier research on nickel-catalyzed olefin dicarbonfunctionalization reactions. Accordingly, the current project is proposed to study nickel-catalyzed three-component coupling of internal alkynes, functionalized electrophiles and organometallic reagents towards the synthesis of tetrasubstituted alkenes. This project utilizes the stereospecific syn-insertion of alkynes into C-M bonds to control Z/E of the products. Meanwhile, effective strategies were adopted to achieve regioselective difunctionalization of the unequally substituted internal alkynes. Chiral catalysts would also be explored to achieve an asymmetric version of this three-component coupling reaction.
炔烃具有丰富的反应性能,它们的催化转化在现代有机合成中占有十分重要的地位。从内炔出发,利用过渡金属(主要是Pd)催化的偶联反应,分步先后引入两个含碳基团是合成四碳取代烯烃的一种有效途径。该策略中两步如果若能一锅法实现,效率将大幅提高;但抑制三组分偶联中两组分偶联的副产物、协调多步基元反应的难度较大,因而成功的例子不多。Ni与Pd性质相近,长期仅被当作Pd的廉价替代物。但近些年研究发现:Ni的独特性质使其能够催化许多其他金属不能催化的反应。申请人充分认识到Ni的这些特点,以前期从事的Ni催化的烯烃双碳官能化研究为背景基础,提出了本项目:研究Ni催化内炔烃、官能化的亲电试剂和金属试剂三组分偶联反应,用以合成官能化的四碳取代烯烃。利用炔烃插入碳金属键的高立体专一性实现Z/E控制,采用有效策略实现不对称取代的内炔的区域选择性双官能化,并尝试利用手性催化剂实现不对称催化的三组分偶联反应。

结项摘要

炔烃具有丰富的反应性能,它们的催化转化在现代有机合成中占有十分重要的地位。从内炔出发,利用过渡金属(主要是Pd)催化的偶联反应,分步先后引入两个含碳基团是合成四碳取代烯烃的一种有效途径。该策略中两步如果若能一锅法实现,效率将大幅提高;但抑制三组分偶联中两组分偶联的副产物、协调多步基元反应的难度较大,因而成功的例子不多。Ni与Pd性质相近,长期仅被当作Pd的廉价替代物。但近些年研究发现:Ni的独特性质使其能够催化许多其他金属不能催化的反应。在本项目中,我们研究Ni催化内炔烃、官能化的亲电试剂和金属试剂三组分偶联反应,合成了官能化的四碳取代烯烃。利用炔烃插入碳金属键的高立体专一性实现Z/E控制,采用有效策略实现不对称取代的内炔的区域选择性双官能化。我们利用烯丙醇作为最具经济性的烯丙基化试剂、三甲基铝作为甲基化试剂,实现了镍催化的高选择性的烯丙基甲基化,高效合成了一系列1,4-二烯结构。此外,我们还开发了镍催化的N-酰基苯并三氮唑类化合物的酰胺键活化反应,实现了它们与硝基化合物的还原酰胺化反应;N-酰基苯并三氮唑类化合物与环氧化合物在三甲基硅烷卤代物的作用下发生开环偶联反应,合成了具有重要合成价值的β-卤代羧酸酯类化合物。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
β-Keto Amides: A Jack-of-All-Trades Building Block in Organic Chemistry
β-酮酰胺:有机化学中的万能基石
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Eur. J. Org. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wanfang Li;Yan Zheng;Erdong Qu;Jin Bai;Qinyue Deng
  • 通讯作者:
    Qinyue Deng
Nickel‐Catalyzed Allylmethylation of Alkynes with Allylic Alcohols and AlMe 3 : Facile Access to Skipped Dienes and Trienes
镍-用烯丙醇和 AlMe 3 催化炔烃的烯丙基甲基化:轻松获得跳过的二烯和三烯
  • DOI:
    10.1002/anie.202006322
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wanfang Li;Shun Yu;Jincan Li;Yu Zhao
  • 通讯作者:
    Yu Zhao
Friedel-Crafts:伟大的反应与伟大的合作者
  • DOI:
    10.13884/j.1003-3807hxjy.2020040143
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    化学教育 (中英文)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李万方;邓钦月;黄明贤
  • 通讯作者:
    黄明贤
The Applications of β-Keto Amides for Heterocycle Synthesis
β-酮酰胺在杂环合成中的应用
  • DOI:
    10.1002/ejoc.202100692
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    J. Heterocycl. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaoqiang Wu;Wanfang Li
  • 通讯作者:
    Wanfang Li
Nickel-Catalyzed Reductive Cross-Coupling of N‑Acyl and N‑Sulfonyl Benzotriazoles with Diverse Nitro Compounds: Rapid Access to Amides and Sulfonamides
镍催化 N-酰基和 N-磺酰基苯并三唑与多种硝基化合物的还原交叉偶联:快速获得酰胺和磺酰胺
  • DOI:
    10.1021/acs.orglett.1c03535
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Organic Letters
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Erdong Qu;Shangzhang Li;Jin Bai;Yan Zheng;Wanfang Li
  • 通讯作者:
    Wanfang Li

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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

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          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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