过渡金属双金属配合物催化剂研究

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基本信息

  • 批准号:
    21672209
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0105.催化合成反应
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Bimetallic catalysts have been successfully applied to many industrially important chemical processes, but their catalytic mechanisms are not very clear yet. Bimetallic complexes are considered to be suitable for the investigation of the cooperation effects of bimetallic catalysts. This project is focused on the synthetic methodologies and catalytic properties of pincer-type bimetallic N-heterocyclic complexes. Bis(pyrazolyl-imidazolyl-pyridine), bis(chiral oxazolyl-imidazolyl-pyridine), (CH2)n-, pyrenyl-, and pyrazinyl-bridged bis(pyrazolyl-imidazolyl-pyridine) ligands and their hemilabile bimetallic complexes will be prepared. The interactions of metal-ligand, metal-metal, and metalsubstrate will also be investigated. The resultant bimetallic complexes will be tested as the catalysts for (asymmetric) hydrogen transfer of ketones and carboncarbon bond forming cross-coupling reactions, etc. Based on the structural characterization and exploration of the catalytic properties of the bimetallic complexes with the aid of DFT calculations, the relevant catalytic reactions will be mechanistically studied, and thus new strategies to construct highly active bimetallic complex catalysts will be put forth.
许多重要的化工过程涉及双金属催化反应,但在分子水平上对双金属催化剂作用机制的认识还不是很清楚。双金属配合物被认为可以用于均相体系中研究双金属的协同催化作用。本项目拟研究多齿氮杂环双金属配合物的合成方法学与催化性能。即合成双(吡唑基-咪唑基-吡啶)、双(手性噁唑啉基-咪唑基-吡啶)、亚甲基(CH2)n桥联双(吡唑基-咪唑基-吡啶)、芘基桥联双(吡唑基-咪唑基-吡啶)和吡嗪基桥联双(吡唑基-咪唑基-吡啶)配体及其具有半稳定性的双金属配合物。研究这些双金属配合物中金属-配体、金属-金属协同作用以及配合物活化反应底物的模式;考察双金属配合物对酮(不对称)氢转移和碳-碳交叉偶联等反应的催化性能。基于对双金属配合物结构与催化性能的研究,辅助理论计算,在分子水平上认识相关双金属催化的本质规律,由此发展制备高效双金属配合物催化剂的新策略。

结项摘要

发展新的双金属配合物催化剂构建策略越来越受到人们的重视。研究双金属配合物中金属配体、金属金属中心之间的协同作用和底物活化模式,对比研究单金属配合物的催化性能,可能在分子水平上认识均相催化反应的本质。. 合成了基于-电子体系桥联配体的Pincer型双(吡唑基-咪唑基-吡啶)双核Ru(II)配合物,通过NMR、HRMS、元素分析和X-射线单晶晶体衍射技术确定了双金属配合物的分子结构。双金属配合物表现出显著的协同催化效应,其在酮转移氢化反应中的催化活性比对应单金属配合物更高,最高半程TOF值达到1.3×106 h-1。通过一个亚甲基(CH2)联结连接两个非对称三齿吡唑基-咪唑基-吡啶NNN配位基团,以此形成的双(吡唑基-咪唑基-吡啶)配位基配体来构建pincer型双金属钌配合物,考察了它们在酮转移氢化反应中的催化性能。理论计算和实验结果表明,通过NH官能团的双重去质子化或在配体骨架中引入桥联亚甲基,可以增强金属-金属中心之间的相互作用,因而显著提高了双金属配合物的催化活性。. 研究了利用配位组装法构建双核金属配合物的策略。利用配位不饱和的吡唑基-咪唑基-吡啶钌(II)-NNN配合物与桥联4,4-联吡啶配体通过配位组装,合成了稳定性好、催化活性高的双金属Ru(II)-NNNN配合物。因为双钌金属中心之间协同作用,它们能够在酮转移氢化反应中表现出优异的催化活性,由此得到了目前文献已知活性最高的酮转移氢化反应催化剂之一(半程TOF值高达1.4×107 h-1)。类似策略也可以用来组装合成多核钌金属配合物催化剂。多核钌配合物对酮转移氢化反应也表现出了优异的催化活性,理论计算表明其高催化活性主要来源于多金属中心之间的协同作用。. 发展了合成吡唑基-氨基-吡啶三齿配体双金属Ru(II)配合物的策略。二聚双金属钌配合物在酮转移氢化反应中表现出了优异的催化活性,也能高效地催化仲醇的脱氢氧化反应,二级芳香醇和脂肪醇均可以专一地氧化为对应的酮产物。同时还研究了相关配体上的取代基效应,对比研究了对应单金属配合物的合成与催化性能。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Transition-metal mediated carbon-sulfur bond activation and transformations: an update
过渡金属介导的碳硫键活化和转化:最新进展
  • DOI:
    10.1039/c9cs00837c
  • 发表时间:
    2020-07-07
  • 期刊:
    CHEMICAL SOCIETY REVIEWS
  • 影响因子:
    46.2
  • 作者:
    Lou, Jiang;Wang, Quannan;Yu, Zhengkun
  • 通讯作者:
    Yu, Zhengkun
A Versatile Ru(ll)-NNP Complex Catalyst for the Synthesis of Multisubstituted Pyrroles and Pyridines
用于合成多取代吡咯和吡啶的多功能 Ru(II)-NNP 络合物催化剂
  • DOI:
    10.1021/acs.organomet.7b00774
  • 发表时间:
    2017-12-25
  • 期刊:
    ORGANOMETALLICS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Chai, Huining;Wang, Liandi;Yu, Zhengkun
  • 通讯作者:
    Yu, Zhengkun
Exceptionally Active Assembled Dinuclear Ruthenium(II)-NNN Complex Catalysts for Transfer Hydrogenation of Ketones
用于酮转移氢化的异常活性组装双核钌(II)-NNN络合物催化剂
  • DOI:
    10.1021/acs.organomet.7b00356
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
    Organometallics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Liu Tingting;Chai Huining;Wang Li;i;Yu Zhengkun
  • 通讯作者:
    Yu Zhengkun
Cooperative N-H and CH2 Skeleton Effects on the Catalytic Activities of Bimetallic Ru(II)-NNN Complexes: Experimental and Theoretical Study
N-H 和 CH2 骨架对双金属 Ru(II)-NNN 配合物催化活性的协同效应:实验和理论研究
  • DOI:
    10.1021/acs.organomet.7b00682
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Organometallics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Chai Huining;Liu Tingting;Zheng Daoyuan;Yu Zhengkun
  • 通讯作者:
    Yu Zhengkun
Rhodium(III)-Catalyzed Annulative Coupling of Sulfoxonium Ylides and Allenoates: An Arene C-H Activation/Cyclopropanation Cascade
铑 (III) 催化的磺叶立德和联烯酸盐的环偶联:芳烃 C-H 活化/环丙烷化级联
  • DOI:
    10.1021/acs.orglett.9b03589
  • 发表时间:
    2019-11-15
  • 期刊:
    ORGANIC LETTERS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Lou, Jiang;Wang, Quannan;Yu, Zhengkun
  • 通讯作者:
    Yu, Zhengkun

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其他文献

氧化铝载体对Pt-Sn/Al_2O_3催化剂上苯胺和苯甲醇一步合成N-苯基苄胺催化反应性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    催化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余正坤;吴凯凯;王连弟;孙承林
  • 通讯作者:
    孙承林

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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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