非血红素铁酶中动态配位变化对C-H键选择性胺化反应的调控机制

氮杂环丙烷结构广泛存在于天然生物碱中,具有杀菌、抗癌等作用.然而,目前关于生物体系在合成氮杂环丙烷结构过程中如何克服氮杂环丙烷高环张力带来的热力学不利因素,以及如何避免形成热力学更稳定的羟基化副产物的报道较少.TqaL_(NC)酶是目前非血红素酶家族中唯一一种能够依赖α-酮戊二酸活化C-H键,进而生成氮杂环丙烷结构的酶.深入探究TqaL_(NC)酶选择性生成氮杂环丙烷结构并避免羟基化副产物的机制,有助于深入理解非血红素铁酶家族在C-H键活化及官能化过程中的选择性调控机理.本文以TqaL_(NC)酶的晶体结构为基础,采用分子动力学(MD)模拟以及量子力学-分子力学(QM/MM)等多尺度模拟方法对TqaL_(NC)酶与L-缬氨酸(L-Val)、TqaL_(NC)酶与L-异亮氨酸(L-Ile)和F345A-TqaL_(NC)酶与L-异亮氨酸(L-Ile)三个反应过程进行了详细的机理研究.结果表明,TqaL_(NC)酶在反应过程中生成的直立式构象的Fe(Ⅳ)=O物种会通过构象异构化获得赤道面式构象,为底物(L-Val、L-Ile、L-homoalaine)上NH_(3)^(+)与Fe的配位提供结构基础.在水和关键酸性残基的介导下,底物NH_(3)^(+)两次脱去质子与Fe(Ⅳ)=O物种配位,生成HN-Fe(Ⅳ)=O结构.随后,Fe(Ⅳ)=O物种攫取底物H原子,生成HN-Fe(Ⅲ)-OH中间体.此时NH回弹反应比传统的OH回弹反应在动力学上更有优势,因此选择性地生成了氮杂环丙烷产物.在反应过程中,底物侧链与周围氨基酸的位阻效应是影响NH回弹反应能垒的重要因素.通过改变底物侧链大小(L-Val→L-Ile)以及附近氨基酸的突变(F345A)实验,证实了该结论.本文还通过理论计算预测了TqaL_(NC)酶与L-高丙氨酸的反应产物为羟基化产物,并通过新的实验证据进一步支持了理论预测的机理.此外,在HN-Fe(Ⅲ)-OH结构中,通过前线轨道理论分析发现,dπ*Fe-N,dπ*Fe-OH轨道的能量差是影响NH/OH回弹反应能垒的另一重要因素.当底物NH与Fe配位时,其配位作用能够使得dπ*Fe-N以及dπ*Fe-OH轨道有效分裂,这种分裂进而影响了反应路径的选择性,确保氮杂环丙烷产物的生成.综上,本文提出了依赖α-酮戊二酸酶催化合成氮杂环丙烷结构的新机理.研究发现,Fe中心的动态配位效应在实现C-H键选择性胺化反应并避免C-H键羟基化反应中起到了关键作用.该理论为非血红素Fe酶催化的非羟基化反应提供了新的见解,并为探索包括C-N/C-S/C-O等重要生物合成反应新机理的探究提供了新思路.

新型金(Ⅰ)络合物的合成及其在催化炔烃与苯胺的氢胺化反应中的应用

亚胺类化合物是十分重要的基础化工原料,通过开发高活性催化剂,催化苯炔与芳胺的氢胺化反应制备亚胺是一种有效的方法.论文利用二烷基烯锡与氯化金Au Cl键的插入反应,合成了一类新型烯锡配位的一价金络合物3.该一价金络合物表现出较强的“嗜碳性”,可以活化碳碳不饱和碳,从而实现苯胺与苯炔的氢胺化反应,高产率合成了亚胺类化合物.

环钯化二茂铁亚胺卡宾络合物的合成、表征及其对Buchwald-Hartwig胺化反应的催化性质

合成了一个新的二茂铁亚胺环钯化卡宾络合物,并经过IR,1HNMR,13CNMR,HRMS和X射线衍射对其单晶结构进行鉴定.新合成的催化剂对空气和湿气都很稳定,并且对氯代苯参与的Buchwald-Hartwig胺化反应有较好的催化活性,在摩尔分数为0.5%的催化剂用量下,3h即可以达到中等以上的收率.

脂肪醇的胺化反应

本文对长链脂肪醇胺化反应的热力学和反应途径作了分析，在此基础上研究了改进铜镍胺化催化剂选择性的方法，发现某些稀土元素有显著的抑制高沸物生成的作用，分析了催化剂失活的原因。新开发的铜镍／载体催化剂能够达到醇转化率≥９９％，选择性≥９８％，叔胺收率≥９７％的水平。

二甲胺歧化对脂肪醇催化胺化反应的影响

双长链烷基甲基叔胺是脂肪醇和二甲胺催化胺化反应的主要副产物。对月桂醇和二甲胺催化胺化反应体系中主要副产物双十二烷基甲基叔胺的生成量和循环气相所含三甲胺的量进行跟踪分析 ,发现前者的量和后者的量之间成正变关系 ,直接证明了二甲胺的歧化和双十二烷基甲基叔胺生成之间的联系。脂肪醇胺化反应物选择性主要取决于二甲胺的歧化程度。二甲胺的歧化除引起副产物的生成之外 。

热重法研究含氟聚酰胺酸的亚胺化反应动力学

采用动态热重法(TG)对4,4’-二氨基二苯氧基丙烷(BAPP)和4,4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)缩聚生成的含氟聚酰胺酸动力学进行研究。采用积分法结合31种动力学函数来判断亚胺化反应的函数g(α),由Ozawa、KAS和迭代法求取活化能Ea值。从而得到了亚胺化反应的动力学参数,即反应的动力学函数为g(α)=(1-α)-1-1,平均活化能Ea=81.93 kJ/mol,指前因子A的平均值为1.91×109s-1。

环氧聚丁二烯的胺化反应(英文)

探索了环氧聚丁二烯与二乙醇胺的胺化反应,研究了催化剂和胺用量、反应温度及反应时间等因素对反应的影响。实验结果表明,催化剂和胺用量、反应温度以及反应时间等因素与胺化物的胺值具有正比关系。

丝光沸石催化剂对甲醇胺化反应性能的研究

制备了经阳离子改性的合成丝光沸石催化剂,并用于甲醇与氨选择性合成二甲胺反应。在200～400℃及0.5～3.5MPa范围内考察了工艺条件对该催化剂反应性能的影响。结果表明:该催化剂具有优良的转化活性和二甲胺选择性。在300～330℃,甲醇单程转化率≥98.5%,二甲胺单程选择性≥60%,该催化剂性能稳定、强度高,具有工业化价值。

溴氨酸芳胺化反应及其在染料合成中的应用

本文介绍了溴氨酸芳胺化反应的机理、反应的实施方法及其在合成蒽醌型酸性、活性、媒介和还原染料中的应用。

丝光沸石用作甲胺化反应催化剂的研究

研究了磷酸三甲酯涂渍于铈改性丝光沸石催化剂对常压固定床上甲胺化反应的影响；考察了不同涂渍条件（反应时间及反应温度）对催化剂性能的影响，筛选出一较佳的制备条件。

醇、酮的催化胺化反应的研究及其推广应用

通过对醇与伯、仲胺的分子内催化胺化反应的研究,分别建立了分子内醇与伯胺的催化反应的平台技术、分子内醇与仲胺的催化反应及分子间酮与伯胺的催化胺化反应的平台技术,开发出胺类化合物的合成工艺,并成功地用于工业化生产,取得较大的经济效益。

含氟聚酰胺酸亚胺化反应动力学

利用动态热重法研究了两种含氟聚酰胺酸薄膜在连续升温过程中的亚胺化反应动力学。采用积分法确定了两种含氟聚酰胺酸的亚胺化反应动力学函数是g(α)=(1-α)-1-1(其中:α为转化率);分别由Ozawa、KAS和迭代法来求取反应的活化能Ea值。结果表明:由KAS法或迭代法求得的活化能比较可靠。在此基础上得出相关的动力学参数、动力学模型方程和动力学补偿效应表达式,为聚酰亚胺工艺参数的选择和工艺窗口的优化提供了理论依据。

用于气相胺化反应的Pd-La/尖晶石催化剂的预处理

探讨了2,6-二异丙基苯酚气相胺化反应的催化反应机理,提出了气相胺化反应由金属Pd活性中心和弱酸中心共同催化完成。在此基础上,研究了Pd-La/尖晶石催化剂较适宜的预处理条件如:预处理气氛、预处理温度及预处理方式对气相胺化反应性能的影响。220℃氢气气氛是Pd-La/尖晶石催化剂较适宜的预处理条件。采用吡啶吸附-IR和XPS对采用氢气气氛220℃预处理前后的Pd-La/尖晶石催化剂进行了表征,结果表明该预处理促进了催化剂上金属Pd活性中心和弱酸中心的形成。

含氟聚酰亚胺预聚体热亚胺化反应的动力学

采用动态热重法研究了含氟聚酰胺酸在整个亚胺化反应温度范围内的反应动力学。采用积分法结合31种机理函数判断出亚胺化反应的机理函数是g（α）=（1-α）^-1-1，由迭代的等转化率法求出反应活化能Eα=96．18kJ·mol^-1（平均值），指前因子A=6．59×10^8～3.10×10^14s^-1。

3,5-二硝基-4-氯三氟甲苯的脱氯胺化反应

以3,5-二硝基-4-氯三氟甲苯为原料,通过与水合肼、盐酸氨基脲、乙醇胺、盐酸羟胺的脱氯胺化反应,合成了6个含氟化合物,产率最高达94.4%,并通过红外(IR)光谱、核磁共振(NMR)、质谱(MS)和元素分析对它们的结构进行了表征.结果表明,底物中氯原子的活泼性越高越有利于脱氯胺化反应进行.

改性丝光沸石用作甲胺化反应催化剂的研究——涂渍铈改性丝光沸石

研究了磷酸三甲酯、亚磷酸三甲酯、涂渍液Ａ涂渍于铈改性丝光沸石催化剂时，对常压固定床上甲胺化反应的影响；考察了不同涂渍条件（涂渍时间、涂渍温度及涂渍液浓度）下催化剂的活性及选择性，筛选出一较佳制备条件，所制催化剂的二甲胺选择性达９８．７％．

C_(60)氢胺化反应及其在制备含C_(60)功能材料中的应用

C60与胺类化合物的反应是C60衍生化的重要方法。本文介绍了C60氢胺化反应的一般规律和特点,对C60氢胺化反应在制备含C60高分子功能材料、含C60自组装单分子膜(SAM)、含C60有机/无机纳米材料和C60生物功能材料等方面应用的研究进展作了综述。

有机小分子催化的不对称胺化反应的研究进展

根据手性催化剂的类型并结合其反应机理,介绍了近几年来偶氮二羧酸酯参与的有机小分子催化的不对称胺化反应的研究进展。参考文献50篇。

N-取代乙醇胺对4-氟-1-酰基苯的选择性胺化反应

研究了4-氟-1-酰基苯和N-取代乙醇胺在酰胺类溶剂或不加溶剂中反应,在不需要金属催化剂和另外加碱的条件下选择性地得到胺化产物,实验操作简单,符合SNAr取代机理.一系列羟乙基胺基酰基苯产物均经过元素分析(HRMS),IR,MS和NMR的测定.

可见光催化的烯烃胺化反应的研究进展

C-N键的构建反应是现代有机合成中重要的研究领域。在C-N键的构建方法中,烯烃的胺化反应是一类通过一步反应就可以高效合成出多位点产物的反应。近年来,随着光催化氧化还原反应的不断发展,烯烃的胺化反应取得了一些重要的突破。通过光催化氧化还原反应,利用可见光为绿色能源,加入一定量的催化剂,可以将廉价易得的烯烃类化合物转化为含有生物活性的胺类化合物中间体。该类反应可以在合成化学、材料化学、医药等领域得到广泛的应用。因此,发展光催化的烯烃胺化反应是非常有必要的。从烯烃的酰胺化氢化反应、胺化氢化反应、卤代胺化反应、胺化烷氧基化反应以及胺化烷基化反应等方面入手,对近5年以上5个方面的研究进展进行简单的归纳和总结。