CoO_(x)引入Pd/HAC催化剂增强乙炔双羰化反应活性

使用[Pd_(2)(μ-CO)_(2)Cl_(4)]_(2)−原位生成Pd纳米粒子和等体积浸渍法,制备了一系列CoO_(x)-Pd/HAC催化剂,并考察了其在乙炔二羰基化反应中的反应活性.结果表明,3%Co-Pd/HAC催化剂在乙炔二羰基化反应中具有最佳活性(乙炔转化率75.4%,马来酸二甲酯选择性86.2%).采用X射线衍射(XRD)、氢温度程序还原(H2-TPR)、透射电镜(TEM)等手段对催化剂进行了表征.适量金属钴氧化物的加入可以驱动钯纳米颗粒表面的电子迁移,产生更多的高价钯物种,增强CO的吸附能力,驱动羰基化反应步骤Pd^(δ+)↔Pd^(0)循环过程,从而提高乙炔双羰基化反应活性.经过7个循环实验,Co-Pd/HAC催化剂有微弱失活现象,但对丁烯二酸二甲酯的选择性没有显著影响.

热反应条件对葡萄糖-丙氨酸甜香型美拉德反应模拟体系中二羰基化合物及风味物质的影响

目的:探究不同热反应条件(温度、pH、反应时间和底物摩尔比)对葡萄糖-丙氨酸模拟体系中3种重要二羰基化合物(Dicarbonylcompounds,DCs)同步生成规律及对应风味物质的影响。方法:采用邻苯二胺衍生结合HPLC同步测定了葡萄糖-丙氨酸体系中的乙二醛(Glyoxal,GO)、丙酮醛(Methylglyoxal,MGO)和3-脱氧葡萄糖醛酮(3-Deoxyglucosone,3-DG)的含量;采用SPME-GC-MS测定了体系中的5类重要风味化合物。结果:温度升高会促进DCs的生成;碱性条件不利于3-DG的生成但有利于GO和MGO的生成;增加还原糖比例有利于3-DG的生成,而增加氨基酸比例则有利于GO和MGO的生成。结论:在甜香型食品热加工过程中,需要重点关注体系中的MGO。调整加工工艺来控制DCs生成或向危害物转化时,需要重点考虑对酮类和吡嗪类风味物质的影响。

食源性乙二醛毒性和抑制研究进展

乙二醛(glyoxal,GO)是糖基化过程中产生的活性二羰基,外源性GO来源为食物、饮料和香烟烟雾等,由于其高活性和高毒性而备受关注。在食品的热加工和贮存过程中生成的α-二羰基化合物,进一步增加了人类通过饮食摄入这些化合物以及由此产生的晚期糖基化终末产物的风险。鉴于GO多重和复杂的毒性作用,深入阐明GO的毒性机制和相关的解毒策略是十分必要的。该文概述了食品中GO的分布、危害和毒性机制,对目前GO抑制剂的抑制机理和应用进行综述,为新型抑制剂开发和应用提供参考。

甲基乙二醛毒性机制及天然抑制剂的研究进展

甲基乙二醛(methylglyoxal,MGO)是美拉德反应的中间产物,也是糖酵解的产物。除了人体自身产生的MGO,食品、饮料以及食品加工过程中产生的MGO会在体内积累,MGO积累通常与各种慢性疾病相关,如糖尿病、肾病等。该文从MGO产生及代谢、毒性作用机制、解毒系统的研究现状等方面进行概述,MGO可直接或间接对机体内线粒体、内质网造成损伤,并激活相关信号通路。人体内MGO主要依靠乙二醛酶系统解毒,一些天然化学产物因较高的抗糖基化能力可有效清除外源性MGO,应用于食品体系中提高食品安全性。该文概述天然化学产物清除MGO的研究进展并比较各种天然化学产物抑制MGO机制,以期为开发新的MGO抑制剂提供理论依据。

环醚直接双羰基化合成α,ω-二元羧酸

二元羧酸是制备聚酰胺、聚酯和聚氨酯的重要中间体,其传统合成途径具有一定的局限性.以己二酸为例,其主要工业生产工艺是利用硝酸氧化KA油,该方法存在KA油产量低和产生大量温室气体N2O等问题.因此,探索工艺绿色、原子有效和采用可再生原料的二元羧酸制备方法具有重要意义.环醚和多元醇很容易从生物质原料中得到,以它们为原料,通过双羰基化直接制备二元羧酸,是一种非常有潜力的反应途径.但目前大多数文献报道由环醚或多元醇通过羰基化反应生成的产物主要是C+1单羧酸.本课题组一直致力于碘催化生物质衍生的多元醇的加氢脱氧,研究发现,在特定的反应条件下,多元醇可以选择性地形成多碘取代化合物的中间体.受此启发,本文报道了一种由环醚或多元醇形成二碘代物中间体,然后直接通过双羰基化反应生成对应的C+2二羧酸的新策略.由于己二酸是最重要的二元羧酸之一,且四氢呋喃(THF)可以从丰富的生物质衍生的糠醛中获得,本文重点研究了通过双羰基化反应直接利用THF合成己二酸.在优化的反应条件下,以铑盐为催化剂,碘为促进剂,乙酸和水为混合溶剂,在170℃,CO和H_(2)条件下,THF可以84%的产率转化为己二酸.循环实验结果表明,该催化体系在5次循环后仍能够稳定运行.该催化体系不仅适用于各种环醚,也适用于不同的伯二醇合成对应的C+2α,ω-二元羧酸.通过对反应中间体进行检测以及控制实验研究发现,选择性生成1,4-二碘丁烷中间体是进一步双羰基化制备己二酸的关键,而生成烯烃中间体和单碘代物中间体是形成副产物戊酸的主要原因.在实验结果和文献研究基础上,提出了THF转化为己二酸的反应机理.在反应中,活性铑常以Rh(I)的形式存在,并且从质谱中观察到了[Rh(CO)_(2)I_(2)]−阴离子,它可以在羰基化条件下由不同的铑前体(例如RhCl_(3))经过CO和碘还原后衍生.具体反应步骤为,首先铑催化剂催化H2和I2生成HI,然后THF与HI反应生成1,4-二碘丁烷中间体,此中间体经过铑催化活化在两端分别进行羰基化反应,最终生成产物己二酸.通过质谱检测到两个推测的中间体,进一步证实该反应机理.综上,本文为己二酸、戊二酸和其他重要的二羧酸(如1,7-庚二酸和1,8-辛二酸)的有效合成提供了一种新策略,为二元羧酸的高效、绿色合成提供参考.

双核铑催化异丙基苯和β-二羰基化合物的去饱和化[3+2]环加成反应

二氢呋喃是构成天然产物和活性分子的重要结构骨架,目前还未见通过惰性烷烃和β-二羰基化合物参与的环化反应构建这类化合物的报道。本文以异丙基苯衍生物和β-二羰基化合物为原料,NaHCO_(3)作为碱,在Rh_(2)(esp)_(2)和N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)催化体系下,通过去饱和化过程以及[3+2]环化过程合成了12个二氢呋喃化合物3aa~3fb,收率最高达50%。所有产物结构由~1H NMR,~(13)C NMR, HR-MS(ESI)确证。

基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法测定α/β-二羰基类化合物与标准瓜氨酸化肽段之间的衍生化反应活性

蛋白质瓜氨酸化是一种由生物酶调控的不可逆翻译后修饰,其与免疫相关疾病、癌症、神经系统性疾病和老年痴呆症等重大疾病的发生和发展密切相关。蛋白质的瓜氨酸化修饰丰度低、缺乏亲和标签、m/z变化小且易受同位素及脱酰胺化作用干扰,因此对蛋白质的瓜氨酸化修饰进行质谱分析面临着巨大挑战。通过对瓜氨酸侧链脲基进行化学衍生反应,可以提高瓜氨酸化肽段的m/z差值,引入亲和富集标签,可有效提高瓜氨酸化分析的灵敏度和精准度。本研究以标准瓜氨酸化肽段为研究对象,以基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)为检测手段,对一系列二羰基类化合物与瓜氨酸化肽段之间的化学反应活性进行测定。在对α-二羰基类化合物的考察中发现,苯乙二醛、丙酮醛、1,2-环己二酮和1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮对瓜氨酸化肽段的衍生化效率很高,并且能够生成单一的衍生化产物;2,3-丁二酮、乙二醛与瓜氨酸化肽段之间的反应效率也很高,但会生成一系列副反应产物。在对β-二羰基类化合物的考察中发现,1,3-环己二酮、2,4-戊二酮在与瓜氨酸化肽段进行反应后,均可以产生单一的衍生化产物,但反应效率很低,不适用于瓜氨酸化肽段的化学衍生反应。实验结果表明,α-二羰基结构是实现高效、特异性瓜氨酸化肽段化学衍生反应的基础,α-二羰基类化合物中不同的侧链结构又决定了衍生化产物的结构、衍生化效率及副产物的生成。通过进一步合成含有亲和标签的α-二羰基类化合物,可以实现瓜氨酸化肽段的特异性富集和精准鉴定,有助于瓜氨酸化蛋白质及其位点鉴定的新方法开发。

Ceric Ammonium Nitrate-mediated Oxidative Cycloaddition of 1,3-Dicarbonyls to β-Aryl-α, β-unsaturated Ketones

Regio and stereoselective synthesis of substituted dihydrofurans were accomplished by eeric ammonium nitrate mediated oxidative cycloaddition of 1,3-dicarbonyls to β-aryl-α,β-unsaturated ketones in moderate yields.

THE INTRAMOLECULAR COUPLING REACTION OF 2-NITROETHYL-1, 3-DICARBONYL COMPOUND INDUCED BY LOW-VALENT TITANIUM

Low-valent titanium reagent prepared in situ from TiCl_4 and Zn was employed to induce the intramolecular coupling of nitro group with carbonyl group to give substituted hydroxyl pyrrolines, pyrroles and lactam in good yields.

油炸工艺对薯条中丙烯酰胺和5-羟甲基糠醛形成的影响

本研究基于Pearson相关性分析和主成分分析(principal component analysis,PCA)研究薯条油炸过程中丙烯酰胺(acrylamide,AA)和5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)的形成和伴生关系,及其与中间产物α-二羰基化合物含量的相关性,并探讨薯条的感官品质、色值、水分含量和吸油量与AA和5-HMF形成的相关性。结果表明:随着油炸时间的延长和温度的升高,薯条中的AA、5-HMF和中间产物α-二羰基化合物含量均增加,水分含量逐渐减少,吸油量逐渐增加,亮度(L^(*)值)、黄色(b^(*)值)趋于降低,红色(a^(*)值)趋于增加。在不同时间和温度影响下,AA和5-HMF含量呈极显著正相关,两者与α-二羰基化合物含量、吸油量呈极显著正相关,而与水分含量、L^(*)值和b^(*)值呈极显著或显著负相关,AA含量与a^(*)值呈显著正相关。PCA模型与温度-时间变化曲线所得的结果一致。结论:170℃油炸5 min既可保证薯条感官品质最佳,又有利于减少危害物的生成。

Solid-phase Synthesis of Unsaturated β-Dicarbonyl Compounds from Polymer-supported 4-(Phenylseleno)morpholine

The solid-phase synthesis of unsaturated ?dicarbonyl compounds has been reported.

紫苏叶提取物对美拉德体系晚期糖基化终末产物生成的抑制作用研究

目的探究紫苏叶提取物(Perilla frutescens leaf extract,PLE)对美拉德体系晚期糖基化终末产物(advanced glycation end-products,AGEs)的抑制作用。方法通过构建葡萄糖-赖氨酸模型体系,利用液相色谱-串联质谱法探究其在加热过程中PLE对Nε-羧甲基赖氨酸[Nε-(1-carboxymethyl)-L-lysine,CML]、Nε-羧乙基赖氨酸[Nε-(1-carboxyethyl)-L-lysine,CEL]和吡咯素(pyrraline,Pyr)3种AGEs的抑制作用,同时通过评价PLE的抗氧化性、测定PLE对α-二羰基化合物抑制率,以探讨PLE对AGEs的可能抑制途径。结果PLE对AGEs的生成具有显著的抑制作用,其抑制率与PLE的添加浓度成正比,当添加量为2.0 mg/mL时,对CML、CEL和Pyr的抑制率分别为47.23%、29.59%和37.77%。PLE中的主要活性物质为迷迭香酸、芹菜素-7-O-二葡萄糖苷和野黄芩苷等,推测其抑制途径可能是由于PLE的抗氧化性和清除二羰基化合物的共同作用。结论PLE对AGEs有抑制作用,对食品安全和人体健康具有重要意义。

多组分一锅法合成多取代噻吩衍生物

噻吩骨架存在于噻氯匹定、奥莫替尼以及替诺立定等药物中,可用作抗血栓药、抗肿瘤药和消炎镇痛药.目前,对该骨架分子的修饰研究一直是药物合成的热点之一.本文报道了一种在碳酸钾存在条件下,由1,3-二羰基化合物、二硫化碳、溴乙烷以及溴乙腈,通过连续多组分“一锅”反应合成多取代噻吩类化合物的新方法.通过核磁共振波谱和质谱对所得化合物的结构进行了表征,并探讨了该合成反应的机理.该合成方法条件温和、操作安全且收率高.

三种糖基化中间产物与小牛胸腺DNA相互作用的多光谱和分子动力学模拟

三种α-二羰基化合物:丙酮醛(MGO)、丁二酮(DA)和乙二醛(GO)作为常见的高反应活性的糖基化中间体,会对体内的生物大分子(如DNA)造成损伤。MGO、DA和GO与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用特性通过多光谱方法结合计算机模拟技术进行测定。紫外光谱分析表明,范德华力和氢键驱动MGO、DA和GO与ctDNA发生自发结合,分子动力学模拟中的各能量分布佐证了这一结论。在25℃下,MGO、DA和GO与ctDNA的结合常数接近经典的凹槽结合剂,其值分别为2.99×103、1.96×103和1.05×103L·mol-1。NaCl、单双链DNA、热变性、粘度和园二色谱实验证明了MGO、DA和GO与ctDNA均通过凹槽方式结合。分子对接直观显示了MGO、DA和GO是结合在DNA富含AT的小沟区,其中DT7和DA18是结合的活性位点。分子动力学模拟显示MGO-ctDNA复合物较游离ctDNA有更高的均方根偏差(RMSD)、回旋半径(Rg)和均方根波动(RMSF)值,说明MGO的结合使DNA结构部分松散,稳定性减弱。凝胶电泳实验表明,在赖氨酸和Cu2+存在下,MGO、DA和GO均能损伤质粒DNA,MGO和GO甚至会完全破坏DNA的超螺旋形态。

α-二羰基结构的构建及应用

β-二羰基化合物是有机合成的重要中间体,其化学性质也是有机化学教学中的重点。本文在此基础上介绍了同样具有二羰基结构的α-二酮类化合物的合成方法和相关应用。本文所述内容涉及炔烃的水合反应、炔烃的氧化反应、光催化反应等,既与有机化学教学内容紧密相关又有所延伸。此外,本文所介绍的α-二羰基化合物的应用能拓展学生知识面,提高学生学习兴趣。

光催化酰基自由基与缺电子1,3-二烯的选择性1,6-加成反应实现羧酸的脱氧烯丙基化

缺电子1,3-二烯类化合物在有机合成和材料科学领域具有重要应用.由于共轭效应的影响,该类化合物的化学转化不同于普通烯烃.一方面,1,3-二烯有多个反应位点,可以合成结构多样化的有机化合物,但另一方面,多反应位点的存在会使其面临1,4-/1,6-区域选择性和Z/E立体选择性的难题.由于电子效应通过共轭π体系的传导差异,使得羰基1,3-二烯的δ位反应活性比β位低,因此1,6-加成反应较难发生.虽然过渡金属催化和有机催化方法的开发在一定程度上解决了1,6-加成选择性的问题,但使用温和的、易得的亲核体实现1,3-二烯的1,6-加成仍是一个难题.近年来,可见光驱动的光氧化还原催化提供了温和的自由基生成条件.一系列自由基前体被应用于不饱和羰基化合物的1,4-加成反应.然而,亲核碳自由基在1,6-加成反应中的应用非常少见,这是因为反应过程中生成的烯丙基自由基中间体容易进一步与二烯反应,发生聚合竞争反应.酰基自由基在有机转化中发挥了重要作用,基于前期本课题组在此方面的工作进展,本文利用可见光与有机膦的协同作用生成酰基自由基,通过酰基自由基对羰基1,3-二烯的1,6-共轭加成反应,实现了芳香羧酸的烯丙基化.经过对膦试剂、碱和反应溶剂等反应条件的筛选和优化,以86%的收率得到目标产物.随后,在此温和条件下对反应适用性进行考察,该反应对各种吸电子和给电子的邻、间、对位取代的芳香羧酸都具有很好的兼容性,各种官能团取代的(杂)芳香羧酸和环烯基甲酸与不同类型的羰基1,3-二烯均能顺利反应,以高达96%的收率高选择性地获得了一系列E构型的不饱和1,6-二羰基化合物.对于环酮缺电子二烯,利用该策略能够高选择性地合成共轭环烯酮.另外,将反应规模扩大至5 mmol时,反应收率几乎不受影响,成功实现了克级制备.自由基捕获实验表明酰基自由基参与了该反应.循环伏安法实验表明三(4-甲氧基苯基)膦能够很容易被失电子的光催化剂氧化,形成三芳基膦阳离子自由基,从而诱导羧酸脱氧.Stern-Volmer猝灭实验验证了激发态的光催化剂与羰基1,3-二烯的单电子转移过程,羰基1,3-二烯被还原为自由基阴离子中间体.酰基自由基能够迅速与其偶联生成阴离子中间体,随后经过质子化和异构化得到目标产物.综上,本文丰富了可见光催化芳香羧酸的脱氧官能团化反应类型,并为羰基1,3-二烯的转化提供了新的策略,为1,6-二羰基化合物的高效合成提供了一种新方法.

有机催化靛红亚胺与1,3二羰基化合物的不对称Mannich反应

将Takemoto型(硫)脲及方酰胺衍生物催化剂用于靛红亚胺与1,3-二羰基化合物的不对称Mannich反应,筛选出最佳催化剂体系为:10 mol%催化剂1h,1 mLCHCl_(3)为溶剂,室温反应,以82~92%的产率和最高达94%的对映选择性获得手性3-氨基-2-吲哚酮化合物。

超临界二氧化碳介质中钯催化末端炔烃双羰基化反应的研究

在超临界二氧化碳介质中 ,钯催化末端炔烃双羰基化反应时需要加入适当量的醇作为共溶剂 ,反应才能顺利进行 。

2,4-二硝基苯肼衍生-高效液相色谱测定大气细粒子中二羰基类化合物

以2,4-二硝基苯肼作为衍生化试剂,采用高效液相色谱法定量检测了大气细粒子(PM2.5)中二羰基类化合物。以乙二醛和甲基乙二醛为目标化合物,对二羰基类化合物采样条件(采集时间,流速等)、样品处理及分析条件进行了优化。研究表明,利用3mL衍生化溶液(含0.25mmol/LHCl和30μL饱和DNPH-乙腈溶液)和3mL乙腈可有效提取滤膜上的二羰基类化合物;本方法在滤膜采样12h内的采样及洗脱效果较好。利用此方法对上海市宝山区上海大学和崇明东平国家森林公园大气细粒子(PM2.5)中二羰基化合物进行了检测。

涂布2,4-二硝基苯肼的环形溶蚀器/滤膜系统和高效液相色谱法检测大气中二羰基化合物

建立了环形溶蚀器／滤膜系统（Annular denuder／filter packsy stem）和2，4-二硝基苯肼（DNPH）高效液相色谱法（HPLC）采集和检测大气中气相和颗粒相二羰基化合物的方法。DNPH作为吸附剂分别涂布在环形溶蚀器的内壁和3层滤膜上，当大气样品经过环形溶蚀器时，含有气相二羰基化合物的气体吸附到环形溶蚀管内壁上与DNPH发生反应，而颗粒相部分穿过环形溶蚀管，采集到滤膜上。样品经乙腈洗脱、浓缩后，采用HPLC进行分析。根据不同的采样流速、采样时间和DNPH的涂布量采集到的二羰基化合物的浓度，确定的最佳采样条件为：采样流速4L／min，采样时间4-5h，DNPH浓度0．47g／L。使用Tedlar bag验证环形溶蚀器乙二醛和甲基乙二醛的采集效率（分别为82％和85％）。利用此方法对实际大气中的二羰基化合物进行了检测。