不同取代基对传统烯烃亲电加成反应机制的挑战

氯鎓离子是经典的烯烃与次氯酸亲电加成反应中的重要中间体,经过此中间体的分步反应机制是教学烯烃亲电加成反应中介绍的唯一反应机制。然而,量子化学计算结果表明,烯烃的不同取代基会导致反应机制发生变化。被一般供电基团和弱吸电基团取代的烯烃与次氯酸先形成氯鎓离子中间体,再生成马氏产物;而当取代基具有与C=C双键形成p-π或π-π共轭的供电基团时,反应生成的是碳正离子中间体。中和强吸电基团取代的烯烃分别通过协同和亲核加成反应机制与次氯酸反应,生成反马氏产物。由此可见,教学烯烃亲电加成反应机制时,不能局限在传统的氯鎓离子中间体机制,关注机制的适用体系是非常必要的。

酶促4+2和2+2环加成反应:区域与立体选择性的理解与应用

4+2和2+2环加成反应均是构筑环结构的重要有机化学反应,在复杂天然产物、手性药物的化学合成和生物合成方面有广泛的应用。发现、发展包括4+2和2+2在内的酶促环加成反应,是当前化学生物学研究的热点之一。近期,国际、国内研究团队相继报道了多个酶促4+2和2+2环加成反应,解析了环化酶的蛋白结构和催化机制,设计了新的环化酶,或通过定向进化实现了不同类型环加成反应的区域和立体选择性调控。相关研究为采用合成生物学的策略设计和优化新型环加成酶提供了理论基础和成功范例,有利于促进酶促反应在有机合成领域的应用。

改性MOFs材料在光催化CO_(2)环加成反应中的研究进展

综述了近年来金属有机框架(MOFs)材料在光催化二氧化碳(CO_(2))环加成反应中的研究进展。对CO_(2)在光催化条件下的环加成反应机制进行了分析,重点介绍了MOFs材料的4种改性策略,包括MOFs的结构缺陷、具有活性催化金属位点的MOFs、与半导体材料构建异质结以及助催化剂功能化的MOFs。基于CO_(2)环加成反应的研究现状,提出了MOFs及其复合材料在光催化领域面临的展望与挑战。

非均相单宁酸-锆介孔材料制备及其CO_(2)环加成反应催化性能

CO_(2)和环氧化物的环加成反应是一种有效且可持续的CO_(2)化工转化策略,其产品环碳酸酯在锂离子电池、高分子材料等领域具有广泛应用。其中环氧化物的开环被认为是该反应的关键步骤,因此构筑具有高效环氧化物吸附活化位点的催化剂至关重要。本文通过单宁酸与锆离子的配位作用,“一锅法”制备同时含有锆金属中心作为Lewis酸位点和酚羟基作为氢键作用位点的非均相单宁酸-锆介孔材料TA-Zr-2。XPS和环氧丙烷TPD-MS结果表明,与同为锆基多孔材料的UiO-66相比,TA-Zr-2的锆金属中心具有更强的Lewis酸性,对环氧丙烷具有更强的吸附活化作用。在TA-Zr-2的基础上通过冷冻干燥优化处理得到了具有更大比表面积和合适孔体积的TA-Zr-2-FD材料,25℃下催化性能提升1倍,24h的碳酸丁烯酯收率达97.6%。本文使用简单绿色的制备方法,构建了具有较大比表面积的单宁酸-锆介孔材料,锆Lewis酸位点和酚羟基氢键位点的耦合使其具有良好的环氧化物吸附活化作用,利于环氧化物的开环,使得该催化剂在25℃下表现出良好的CO_(2)环加成反应催化性能。

金催化联烯胺与烯基叠氮的加成反应构建α-烯丙基酮化合物

烯基叠氮是一类重要的有机合成中间体,被广泛应用于含氮杂环化合物的合成中,但将其应用于联烯胺的加成反应少见报道.利用金催化活化联烯胺形成的烯丙基正离子中间体与烯丙基叠氮化合物发生加成反应,进一步发生水解得到9个α-烯丙基酮衍生物,所得产物均通过红外、核磁共振以及高分辨质谱进行确认,其中,对化合物3i进行了X-单晶衍射,确定了其结构.该反应利用烯基叠氮作为亲核试剂,实现了联烯胺与其加成反应,丰富了联烯胺的反应类型.

钯催化环加成反应构建中环化合物的研究进展

中环化合物(7—11元环)广泛存在于许多天然产物及药物等功能分子之中,这些分子因具有优异的生物活性及特殊的骨架结构等优点,展现出极其重要的药用价值,如常见的抗癌药物紫杉醇、抗菌药物Spiroxin A等。同时,这类化合物也对化学、医药以及材料等诸多领域产生了深远的影响。但受动力学和热力学因素影响,中环化合物的高效构建依然是一个严峻的挑战。在科研工作者们的不懈努力下,近年来发展出多个新型环加成反应催化体系,其中钯催化环加成反应凭借高效、高选择性和原子经济性等优点在该领域得到了迅猛发展。本文详细介绍了近五年国内外有关钯催化环加成反应构建中环化合物研究的最新进展,旨在为该领域的发展提供一定的帮助。

均相与多相催化剂在CO_(2)环加成反应中的研究进展

二氧化碳(CO_(2))是一种主要的人为温室气体,主要由化学、热电和钢铁工业以及运输等部门产生。大气层中CO_(2)浓度的增加是导致诸多环境问题的主要原因,如全球变暖、海平面上升和全球气温升高。然而,CO_(2)作为一种可再生、廉价和无毒的化学原料,可用来生产具有高附加值的化学品,进而降低碳浓度。五元环碳酸酯由于其优越的物理化学特性,如高沸点、高偶极矩和生物降解等性能而被广泛应用。由环氧化合物和CO_(2)合成环碳酸酯是迄今为止研究较多的方法。然而,由于CO_(2)的高热稳定性和动力学惰性,使其作为反应原料需要大量的能量投入,可能导致的结果是CO_(2)浓度是一个净增长过程。因此,利用CO_(2)作为C1构筑单元是一个长期的挑战。本工作基于CO_(2)固定反应机制,概述了各种类型的均相和多相催化剂在CO_(2)固定反应合成精细化学品环状碳酸酯中的研究进展,包括有机催化剂、离子液体、金属有机框架化合物、多孔有机聚合物等。目前,几乎所有类别催化剂均可以在室温和低压力下,以实验室规模成功地使用纯CO_(2)将其固定到末端环氧化合物上,对于非末端环氧化合物通过更高的温度和压力以实现相应转化。同时,分析了催化剂在多取代环氧化合物或生物衍生环氧化合物转化、低浓度CO_(2)转化和实现工业化三个方面所面临的挑战,并提出了未来相关研究努力的方向。

离子液体改性的金属有机框架材料催化CO_(2)与环氧化物环加成反应研究进展

离子液体改性的金属有机框架材料(MOFs@IL)作为一种高活性､高稳定性､易分离的新型催化剂在CO_(2)环加成反应研究中逐渐吸引人们的注意。从催化机理､合成策略､性能表现3个方面介绍了MOFs@IL材料在CO_(2)捕获及转化为环状碳酸盐领域最新研究进展,并对未来发展方向进行总结和展望。

环胺类联二萘酚配体对催化炔烃与芳基麟酰亚胺加成反应初探

本文发展了一种新的简便的方法,用于制备系列含环胺类骨架联二萘酚(BINOL-Cycloamine)配体。此类配体联合Et_(2)Zn可用于催化端基炔对N-二苯基膦酰亚胺的不对称加成反应,合成炔丙基胺类产物。其中筛选出的配体有效催化合成炔丙基胺类产物,产率高达85%,对映选择性ee值57%。

烯烃加成反应的教学

烯烃的加成反应是烯烃化学性质学习的一个重难点。本文以反应机理和电子效应为主线,进行烯烃加成反应的教学,将烯烃的加成反应分为催化加氢、亲电加成、亲核加成和自由基加成四个方面。其中,烯烃的亲电加成又根据反应中间体或过渡态分为碳正离子历程、鎓离子历程、汞鎓离子历程和四中心过渡态。该方法有助于学生根据中间体或过渡态的类型和稳定性,判断主产物和产物的立体选择性。多年教学实践证明,该教学方法显著提升了学生的自主学习能力和知识迁移能力。

催化邻羟基苯基取代对亚甲基醌与酮亚胺环加成反应合成二氢-1,3-苯并噁嗪化合物

发展了邻羟基苯基取代对亚甲基醌与酮亚胺在磷酸催化体系中的[4+2]环加成反应,以高产率和优良的非对映选择性得到了一系列二氢-1,3-苯并噁嗪化合物.当向反应体系加入催化量的B(C_(6)F_(5))_(3)时,产物的产率得到保持且发生非对映选择性翻转.

金属-有机框架材料在硅氢加成反应中的应用研究进展

硅氢加成反应是指在一定条件下含有硅氢键的化合物与含不饱和键的化合物进行的加成反应,是构筑C—Si键的重要反应之一,在有机硅工业中具有举足轻重的地位。该文综述了近年来金属-有机框架(MOFs)材料催化不饱和烃、羰基化合物和CO_(2)的硅氢加成反应的研究进展,并针对每一种反应底物进行系统地总结与评述,最后指出了MOFs材料用于催化硅氢加成反应存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。

自由基正离子催化的Diels-Alder环加成反应研究进展

本文回顾了分子间Diels-Alder反应的定义和类型,详细总结了自由基正离子催化的Diels-Alder环加成反应方式,包括铵基阳离子、电化学、三价铁和光催化等方法,对不同催化体系的优缺点进行了说明。同时总结了自由基正离子Diels-Alder环加成反应的现状、面临的挑战,以及未来的发展趋势。

UiO-66衍生材料催化二氧化碳环加成反应研究进展

通过二氧化碳(CO_(2))与环氧化物的环加成反应可以将温室气体CO_(2)转化为有价值的化工产品环状碳酸酯,因而对该反应具有高效、高选择性的催化材料的开发一直是材料和催化领域研究的热点。UiO-66(University of Oslo,UiO)作为一种具有较高稳定性、较大开放性孔道的金属有机骨架材料(metal-organic framework,MOFs),在催化领域一直作为催化材料被广泛研究,但对于Lewis酸、碱催化的CO_(2)环加成反应,UiO-66通常需要在较为苛刻的反应条件下,或在离子液体类助催化剂或溶剂存在时才能展示出一定的催化效果。通过引入功能性基团、离子液体功能化、制造缺陷和与其他材料复合等手段可增加UiO-66框架的酸、碱位点含量,从而有效提高材料对CO_(2)环加成反应的催化性能。

SBA-15负载咪唑盐离子液体催化剂用于CO_(2)环加成反应的失活机理研究

采用后嫁接法将咪唑盐离子液体负载在SBA-15上制备了多相催化剂SBA-15-Imi并将其用于CO_(2)环加成反应,研究了介孔氧化硅负载离子液体催化剂的失活机理。采用XRD、SEM、TEM、TG、FT-IR、EA等多种表征手段探究了潜在的失活原因;同时将基于分形理论、Porod理论的SAXS数据用于催化剂失活原因的分析,对催化剂的微观结构进行深入的研究。结果表明:催化剂循环使用5次后产率降低了74%,失活原因主要是离子液体流失及有机物杂质沉积。

核壳型MOFs@离子液体复合材料的制备及其常压下催化CO_(2)环加成反应性能探究

通过双氨基功能化离子液体与对苯二甲醛原位共价组装得到柔性聚合物(DP),并采用后合成修饰法将DP包覆于金属有机框架材料MIL-101(Cr)表面,构筑了一种核-壳型复合材料(MIL-101@DP)用于催化CO_(2)和环氧氯丙烷(ECH)环加成反应。MIL-101@DP保留了MIL-101(Cr)高比表面积和高孔隙率的优点,并兼具亲核位点Cl^(-)与Lewis酸性位点Cr^(3+)。在Lewis酸碱位点协同作用下,MIL-101@DP可在常压、80℃、24h且无助催化剂的条件下高效催化转化CO_(2)和ECH反应(ECH转化率可达99%),且在循环使用四次后活性未出现明显下降。

芝麻酚与季铵盐共催化环加成反应合成植物油基环状碳酸酯

旨在为植物油基环状碳酸酯产品的制备提供新的研究思路,以环氧大豆油脂肪酸甲酯和二氧化碳为原料,在催化剂季铵盐和氢键供体的作用下,合成植物油基环状碳酸酯。通过单因素实验对植物油基环状碳酸酯的合成条件进行优化,对反应动力学进行了分析,同时对产物植物油基环状碳酸酯进行了红外表征。结果表明:植物油基环状碳酸酯最佳合成条件为以芝麻酚为氢键供体、四丁基溴化铵与芝麻酚物质的量比2∶1、四丁基溴化铵用量10%(以原料环氧键物质的量计)、反应温度120℃、反应压力1.0 MPa、反应时间10 h,在此条件下植物油基环状碳酸酯的产率达91.4%;反应动力学分析表明,芝麻酚的加入降低了反应的活化能,有利于植物油基环状碳酸酯的合成;红外光谱表征结果证明成功合成了产物。综上,实现了无溶剂条件下高效合成植物油基环状碳酸酯。

氨甲基树脂固载手性双烯配体-铑催化剂的制备及催化不对称1,4加成反应的研究

从(R)-α-水芹烯和丙炔酸甲酯开始合成手性双烯配体,再与氨甲基(AM)树脂反应并络合铑得到固载铑的催化剂。用得到的固载催化剂进行一系列α,β不饱和酮与苯硼酸的不对称1,4加成反应。研究结果表明,合成的固载化催化剂参与的反应在温和的反应条件下产率为70%~80%,ee为70%~90%,而且合成的固载化铑催化剂具有很好的重复利用性。

新型手性辅剂N-甲基苯丙胺醇诱导不对称Michael加成反应研究

新型手性辅助剂是Michael加成反应体系中一类重要的催化剂,可实现高立体选择性的Michael加成反应。本论文以苯丙氨酸制备的手性N-甲基苯丙胺醇作为手性辅剂,通过其与溴代芳基醛形成四氢噁唑芳基锂试剂,然后对烷基的α,β-不饱和叔丁酯类化合物(1-环戊烯甲酸叔丁酯和1-环己烯甲酸叔丁酯受体)进行了不对称共轭加成反应研究。本方法成功制备了ee值为90%~95%和产率为35%~55%的加成产物(6/7/6a/6b/7a/7b)。

松香树脂酸和甲醛的Prins加成反应研究

以对甲苯磺酸为催化剂,对含有多种树脂酸的松香和甲醛的Prins加成反应进行了系统研究,产物纯化后进行了FTIR1、HNMR、GC-MS检测。结果表明:在Prins反应过程中含共轭双键的树脂酸反应活性高,反应原料的转化率达78.97%;FTIR谱图表明产物中出现羟甲基吸收峰,1HNMR表明产物中松香环上烯碳上氢消失,出现了两个羟基氢。初步确认反应主要产物是由单羟甲基树脂酸、二羟甲基树脂酸、三羟甲基树脂酸组成,其质量分数分别是:17.316%、37.971%、19.353%;对反应机理进行了初步探讨。