温和条件下的环己酮脱氢及其转化反应研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21372187
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0108.新反应与新试剂
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Functionalization of alkanes especially for those without any functional groups is a very hot and challenging topic in organic chemistry. It is also a very important and fundamental reaction in petrochemical industry. Thus the direct functionalization of simple alkanes attracts much attention and made great progress during the past several decades. However, due to the high energy of C-H bond, the direct funtionalization of simple alkanes always occur problems such as high reaction temperature,low selectivity and need use large amount of noble metals. Selective functionalization of alkanes under mild reaction conditions is highly desirable. In this project we will focus our research on dehydrogenation of alkanes under mild conditions and its further transformations. Using cyclohexanones and their derivatives as the model substrates, we will systematically investigate the reaction conditions. In this process, nitro, cyano or imine groups will act as the hydrogen acceptors and cyclohexanones act as the hydrogen and aryl sources via dehydrogenation and aromatization. The dehydrogenation, reduction, C-X bond formation will complete in one-pot without any additional reducing reagent and oxidant. With this in hand, we will focus our research on dehydrogenation of simple alkanes with further optimization of the reaction conditions. Our final goal is to develop an environmentally benign approach for efficient functionalization of simple and inert alkanes.
烷烃尤其是不含任何官能基团的简单烷烃的功能化反应是有机合成化学研究的前沿和热点领域,同时也是石油化工的基础。由于烷烃碳-氢键具有键能高、难以选择性活化的特点,实现在温和条件下烷烃的高效、高选择性切断和重组是发现、发明和发展饱和烷烃转化新反应的关键科学问题。针对当前烷烃脱氢反应中存在的反应温度高、选择性难以控制、需要使用氢接受剂等不足,本项目拟开展环己酮和简单烷烃的均相催化脱氢及其转化反应研究。通过系统筛选高效、高选择性和廉价的过渡金属催化剂,实现环己酮类化合物在温和条件下的脱氢反应。采用硝基、氰基和亚胺等作为氢接受剂,实现在无外加氧化剂和还原剂存在条件下的环己酮脱氢、硝基(氰基或亚胺)还原、碳-杂键生成反应在"一锅"中完成,环己酮类化合物作为氢源和芳基来源。在此基础上,进一步优化反应条件发展简单烷烃在温和条件下的催化脱氢反应及其进一步转化反应体系,开辟环境友好的烷烃功能化反应新途径。

结项摘要

本课题主要以环己酮及其衍生物作为研究对象,通过脱氢芳构化作为芳基来源用于进一步转化反应。通过系统的研究发现,环己酮可以在过渡金属存条件下和没有过渡金属参与条件下进行脱氢芳构化及其进一步转化反应。实现了环己酮作为芳基来源的直接芳基化反应,实现了过渡金属催化条件下的杂环生成反应,实现了无过渡金属参与条件下环己酮作为芳基来源的杂环生成反应,实现了环己酮参与的选择性杂环生成反应(非脱氢芳构化)。在多组分杂环选择性生成反应中,环己酮作为反应底物表现出十分优越的反应性能:这类反应大多不需要使用过渡金属催化剂,不但可以降低反应成本,还可以从源头上避免重金属污染,对于制备电子功能材料和药物分子尤其重要;环己酮可以作为二碳来源用于[2+2+2]或者[4+2]成环反应,由于其羰基和邻位碳的反应活性有明显的差别,因而反应的选择性控制变得十分简单。采用环己酮作为反应底物,将为碳-碳键、碳-杂键和杂环选择性生成反应提供环境友好的新途径。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Iodine-catalyzed efficient 2-arylsulfanylphenol formation from thiols and cyclohexanones
碘催化硫醇和环己酮有效形成 2-芳基硫基苯酚
  • DOI:
    10.1039/c3gc41671b
  • 发表时间:
    2013-01-01
  • 期刊:
    GREEN CHEMISTRY
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Liao, Yunfeng;Jiang, Pengcheng;Deng, Guo-Jun
  • 通讯作者:
    Deng, Guo-Jun
Four-Component Approach to N-Substituted Phenothiazines under Transition-Metal-Free Conditions
无过渡金属条件下 N-取代吩噻嗪的四组分方法
  • DOI:
    10.1021/acs.orglett.5b03058
  • 发表时间:
    2015-12-04
  • 期刊:
    ORGANIC LETTERS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Chen, Jinjin;Li, Guozheng;Deng, Guo-Jun
  • 通讯作者:
    Deng, Guo-Jun
Modular synthesis of carbazole-based conjugated molecules through one-pot annulation/dehydrogenation sequence
通过一锅成环/脱氢序列模块化合成咔唑基共轭分子
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    J. Org. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shanping Chen;Liren Wang;Jing Zhang;Zhaoran Hao;Huawen Huang;Guo-Jun Deng
  • 通讯作者:
    Guo-Jun Deng
Catalytic dehydrogenative aromatization: an alternative route to functionalized arenes
催化脱氢芳构化:功能化芳烃的替代途径
  • DOI:
    10.1039/c4qo00358f
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    ORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Girard, Simon A.;Huang, Huawen;Li, Chao-Jun
  • 通讯作者:
    Li, Chao-Jun
Transition-metal free 2-arylbenzoxazole formation from aryl amides and cyclohexanones
由芳基酰胺和环己酮形成不含过渡金属的 2-芳基苯并恶唑
  • DOI:
    10.1039/c4gc01572j
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
    GREEN CHEMISTRY
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Cao, Xiangxiang;Cheng, Xiufang;Deng, Guo-Jun
  • 通讯作者:
    Deng, Guo-Jun

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其他文献

Concise synthesis of N-thiomethyl benzoimidazoles through a base-promoted sequential four-component assembly
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  • 发表时间:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    9.8
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    邓国军
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Organic and Biomolecular Chemistry
  • 影响因子:
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  • 作者:
    唐丽昌;陈辉;赵峰;邓国军
  • 通讯作者:
    邓国军

其他文献

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基于相邻C(sp3)-H键为乙烯基源的芳烃选择性构筑
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    面上项目
基于相邻C(sp3)-H键为乙烯基源的芳烃选择性构筑
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  • 批准年份:
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AI项目解读示例

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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