水相中TiO2光催化活化C-H键选择性脱饱和反应

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21273245
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In this proposal, TiO2 photocatalyst will be used to activate several kinds of typical C-H bonds with the purpose of performing selective desaturation (dehydrogenation) in aqueous medium by using oxygen in air and completing three important transformations of carbonylation (C=O), enamination (=N-) and alkenation (C=C) in mild conditions. The emphasis in this proposal is on determining the controlled parameters of selective transformation by using oxygen as final H and electron receptor in the conduction band of TiO2 photocatalyst, and what's more, seeking a band-band modified method to avoid oxygen forming active oxygen and secondary carbon-centered radicals. Especially, when water is used as the sole solvent, two methods will be performed to prevent the non-selective hydroxyl radicals formed by holes in the H2O oxidation to destroy the selectivity of the whole reaction. On one hand, nonmetal-doped TiO2 photocatalyst activated by visible light will be applied to decrease the oxidation potential of valence band; on the other hand, by modifying the crystalline pattern and faces of TiO2, H2O can occupy the crystalline faces in the form of molecules instead of dissociate OH in order to achieve the preferential oxidation of substrate in valence band. The object of this proposal is to examine the structure-activity relationship of selectively photocatalytic dehydrogenation and exposed structure on the surface of photocatalyst and to accomplish three important environment-friendly and selective desaturation reactions with the solvent of H2O and O2 receptor for electrons and H.
本项目尝试在温和条件下,利用TiO2光催化活化几类典型的C-H键,实现利用空气中的氧在水相介质中进行具有选择性的脱饱和(脱H)反应,拟完成三类重要的羰基化(C=O)、烯胺化(=N-)和烯烃化(C=C)转化反应。重点考察O2作为最终的H受体和电子受体在TiO2光催化剂的导带实现选择性转移的控制因素,寻找避免O2产生活性氧和次级的碳中心自由基产生的TiO2带-带调控方法。特别是在水为唯一溶剂的情况下,拟通过两种措施避免价带空穴氧化H2O产生无选择性的OH自由基破坏整个转化反应的选择性,一是通过可见光激发掺杂非金属元素的TiO2光催化剂降低价带氧化电位,二是调控TiO2的晶型、晶面实现调节H2O以分子形式而非解离OH形式占据晶面,实现底物在价带的优先氧化。观察选择性催化脱H反应和催化剂表面暴露结构的构效关系,完成H2O为溶剂、O2为最终电子和H受体的三类重要的绿色、选择性的脱饱和反应。

结项摘要

项目研究进展顺利,按计划任务书完成了各项任务指标,实现了光催化活化烷烃C-H键制醛酮、光催化氧化脂肪醇制醛酮、光催化环氧化合物脱氧制烯烃、光催化氧化胺类化合物制亚胺等重要有机转化反应,揭示了环氧化合物脱氧反应中的协同双电子转移过程等相关反应机理,为实现有机分子在温和条件下、高效、高选择性的转化反应提供了新的思路和方法,为利用太阳能实现绿色有机合成反应提供了可能。在Acc. Chem. Res.、Angew. Ed. Chem. Int.、Chem. Commun.、Chem. - Eur. J.等国际SCI期刊上发表相关论文7篇。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Concerted Two-Electron Transfer and High Selectivity of TiO2 in Photocatalyzed Deoxygenation of Epoxides
TiO2 光催化环氧化物脱氧中的协同双电子转移和高选择性
  • DOI:
    10.1002/anie.201307374
  • 发表时间:
    2013-11-25
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Li, Yue;Ji, Hongwei;Zhao, Jincai
  • 通讯作者:
    Zhao, Jincai
Selective Aerobic Oxidation Mediated by TiO2 Photocatalysis
TiO2 光催化介导的选择性有氧氧化
  • DOI:
    10.1021/ar4001108
  • 发表时间:
    2014-02-18
  • 期刊:
    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH
  • 影响因子:
    18.3
  • 作者:
    Lang, Xianjun;Ma, Wanhong;Zhao, Jincai
  • 通讯作者:
    Zhao, Jincai
Selective aerobic oxidation of amines to imines by TiO2 photocatalysis in water
TiO2 光催化在水中选择性有氧氧化胺为亚胺
  • DOI:
    10.1039/c3cc41407h
  • 发表时间:
    2013-01-01
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Li, Ning;Lang, Xianjun;Zhao, Jincai
  • 通讯作者:
    Zhao, Jincai
Iron(III)-mediated photocatalytic selective substitution of aryl bromine by chlorine with high chloride utilization efficiency
铁(III)介导的光催化氯选择性取代芳基溴具有高氯利用率
  • DOI:
    10.1039/c3cc48246d
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang, Ying;Li, Lina;Zhao, Jincai
  • 通讯作者:
    Zhao, Jincai

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新型污染物多溴联苯醚和氰尿酸的光化学降解
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  • DOI:
    --
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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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