酰胺氢协助策略:芳基自由基形成新方法及其应用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21702083
  • 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:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Aryl radicals could hardly be generated directly from sp2 C-H bonds due to their large bond dissociation energy. Instead, active pre-functionalized arenes generally serve as radical precursors for arene functionalization. Cationic aryl radicals could be formed directly from arenes through single-electron transfer (SET). However, this strategy is limited to certain aromatic ethers, and alkoxy groups are difficult to remove. Recently, we disclosed a novel protocol for aryl radical generation, which is assisted by the removable amide group. The hydrogen abstraction from the amidyl N-H bonds could occur easily, and the resultant anilidyl radicals have resonance structures of N-radicals and C-radicals. The later ones could be captured as well during reaction, accomplishing aromatic C-H functionalization. Such amide-assisted radical strategy, using which might deliver a new class of reactions, might serve as a powerful complement to traditional electrophilic aromatic substitution and modern C-H activation. In this project, a series of radical aromatic C-H functionalization reactions, which are difficult to realize through conventional methods, would be developed via this strategy using anilides as substrates. Specifically, 1) ortho-sulfonylation using sulfonylhydrazides; 2) ortho-cyanoalkylarylation with nitriles; 3) ortho-oxygenation with NHPI or HOBt. Mechanisms of these reactions will be thoroughly investigated by a combination of experimental and DFT theoretical study, providing conclusive evidences for the amide-assisted radical pathway and ruling out the electrophilic aromatic substitution and the C-H activation mechanisms.
芳基自由基一般由预官能团化的活泼芳香前体生成,不能由C-H键直接得到。单电子转移(SET)能够从芳烃直接产生阳离子自由基,但该策略目前主要局限于部分芳香醚,而烷氧基难移除。最近,我们发现了一个全新的芳基自由基生成方法,即引入方便移除的酰胺基团,通过酰胺氮自由基共振得到芳基碳自由基。碳自由基被捕获便能实现芳烃的C-H键官能团化。该酰胺氢协助自由基策略是传统亲电芳香取代和现代C-H键活化反应的有力补充,并将为现代化学补充一类新反应。本项目拟以该策略为研究对象和工具,以酰基苯胺为底物,发展过去难实现的自由基芳烃C-H键官能团化反应。具体包括:1)邻位磺酰化;2)邻位氰烷基化;3)使用NHPI和HOBt的邻位氧合反应;4)在实验基础上,结合理论计算对反应历程进行深入研究,找到酰胺氢协助自由基历程的确切证据,排除亲电芳香取代和C-H键活化等机理。

结项摘要

芳基自由基一般由预官能团化的活泼芳香前体生成,不能由C-H键直接得到。单电子转移(SET)能够从芳烃直接产生阳离子自由基,但该策略此前主要局限于部分芳香醚,而烷氧基难移除。我们发现了一个全新的芳基自由基生成方法,即引入方便移除的酰胺基团,通过酰胺氮自由基共振得到芳基碳自由基,碳自由基被捕获便能实现芳烃的C-H键官能团化。该酰胺氢协助自由基策略是传统亲电芳香取代和现代C-H键活化反应的有力补充,并将为现代化学补充一类新反应。本项目以该策略为研究对象和工具,以酰基苯胺为底物,发展过去难实现的自由基芳烃C-H键官能团化反应,包括硝基化、硒化等,并将研究内容拓展到酰胺基团协助的烯烃双官能团化/环化反应。实验中捕获到了酰胺N-自由基,找到了酰胺氢协助自由基历程的确切证据,排除了亲电芳香取代和C-H键活化等机理。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Transition-metal-free mono- or dinitration of protected anilines
受保护苯胺的无过渡金属单硝化或二硝化
  • DOI:
    10.1080/00397911.2020.1752730
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Synthetic Communications
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Dai Enrui;Dong Yongrui;Kong Rui;Liu Guangzhang;Dong Ying;Wu Qiong;Liang Deqiang;Ma Yinhai
  • 通讯作者:
    Ma Yinhai
Cu-Mediated Synthesis of Indolines and Dihydroisoquinolinones through Arylperfluoroalkylation of Unactivated Alkenes
铜介导未活化烯烃芳基全氟烷基化合成二氢吲哚和二氢异喹啉酮
  • DOI:
    10.1002/ejoc.201900680
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    European Journal of Organic Chemistry
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Li D;an;Wang Yan;Jia Zhenzhen;Ou Zhaocheng;Dong Yongrui;Lv Cunjie;Fu Guangbin;Liang Deqiang
  • 通讯作者:
    Liang Deqiang
Synthesis of cyanoalkyl indolines through cyanoalkylarylation of N-allyl anilines with alkyl nitriles under metal-free and neutral conditions
无金属中性条件下N-烯丙基苯胺与烷基腈氰烷基芳基化合成氰烷基二氢吲哚
  • DOI:
    10.1016/j.tet.2019.05.018
  • 发表时间:
    2019-06-21
  • 期刊:
    TETRAHEDRON
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Liang, Deqiang;Song, Xuemei;Li, Weili
  • 通讯作者:
    Li, Weili
Synthesis of 2,3-Dihydrotryptamines from Amide Solvents and Acyclic Materials through Metal-Free Amidoalkylarylation of Unactivated Alkenes
通过未活化烯烃的无金属酰胺烷基化从酰胺溶剂和无环材料合成 2,3-二氢色胺
  • DOI:
    10.1055/s-0037-1611825
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Synlett
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Ji Yubin;Yang Siping;Lin Shiyi;Wang Yan;Ji Chenfeng;Liu Yingjie;Liang Deqiang
  • 通讯作者:
    Liang Deqiang
Benzylarylation of N-AllyI Anilines: Synthesis of Benzylated Indolines
N-烯丙基苯胺的苄基化:苄基化二氢吲哚的合成
  • DOI:
    10.1021/acs.joc.9b00237
  • 发表时间:
    2019-05-17
  • 期刊:
    JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Huang, Wenzhong;Li, Xiulan;Wang, Baoling
  • 通讯作者:
    Wang, Baoling

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水体系中含Mn~Ⅲ离子多酸化合物的原位合成、结构及性质研究
  • DOI:
    10.13563/j.cnki.jmolsci.2017.05.012
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    分子科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    资巧丽;刘发玺;李劲东;王宝玲;李维莉;乔永峰;梁德强;马银海;吴琼
  • 通讯作者:
    吴琼

其他文献

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光激发辅助的电化学碳/杂环合成
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    2020
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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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