纳米修饰电极上C-H键官能团化及其不对称电合成

基本信息
批准号:21472177
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:查正根
学科分类:
依托单位:中国科学技术大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:许毓,张振雷,徐坤,唐林,黄微,冯承涛,张胜,高惠惠,李丽君
关键词:
电化学不对称电合成CH键官能团化纳米催化纳米修饰电极
结项摘要

In our previou studies on electrochemisty, we successfully achieved C-H functionalization of methyl and methylene groups. These methodologies were applied to synthesis of aldehydes, ketones, ketonesters, ketoamides and sulfonyl amidines. In this study, we want to prepare some nanocatalysts with different sizes and morphologies by using electrochemistry, so the electrode can be modified with nanocatalysts. Then, we can have a research on the influence of those nanocatalysts with different physical properities on the catalytic efficiency of C-H functionalization, and have a better understanding on the electron transfer during C-H functionalization process. We hope the unactive C-H bond can be activated by taking advantage of the high efficiency of nanocatalyst. Besides, with the combination of electrochemisty, nanocatalysis and asymmetric catalysis, we hope we can furnish a one-pot asymmetic transformation directly from toluene or ethylbenzene derivatives and nucleophiles via C-H functionalization and subsequent nucleophilic attack. The method mentioned herein avoids the use of expensive and toxic transitional metals and strong oxidants, thus making it more atom economic and environmentally benign.

根据前期电化学研究,我们实现了甲基以及亚甲基C-H键官能团化,用来合成醛,酮,酮酯,酮酰胺以及磺酰亚胺,同时我们也初步研究了不同形貌纳米金属促进的羰基化合物的亲核加成反应。这里,我们期望通过电化学手段原位制备不同形貌,不同微尺度纳米粒子,从而对电极进行不同修饰,然后研究不同物理特性的纳米催化剂对C-H键官能团化的影响,研究电化学条件下C-H官能团化中电子转移规律。以期能利用纳米催化剂高活性的优势,将C-H键活化扩展到惰性的C-H键范围。此外,我们也期望通过电化学活化、纳米催化和手性诱导的组合,直接实现由甲苯或者乙苯衍生物出发,经C-H键官能团化形成羰基中间体,然后和亲核试剂发生 "一锅法"的不对称转化。此方法能够避免使用昂贵且具有毒性的过渡金属和强氧化剂,具有原子经济性高,环境友好的优势。

项目摘要

通过化学与电化学手段原位制备不同形貌,不同微尺度纳米粒子,从而对电极进行不同修饰,然后研究不同物理特性的纳米催化剂对C-H键官能团化的影响,研究电化学条件下C-H官能团化中电子转移规律。我们通过电化学活化、纳米催化和手性诱导的方法组合,实现由甲苯或者乙苯衍生物出发,经C-H键官能团化形成羰基中间体,然后和亲核试剂发生反应,实现交叉偶联反应,将C-H键活化扩展到惰性的C-H键范围,例如电化学条件下芳环上亚甲基选择性氧化、羰基化合物alpha-C-H与胺(二氧化碳)的交叉偶联反应,电化学脱羧偶联反应和水相不对称Henry反应。此方法避免使用昂贵且具有毒性的过渡金属和强氧化剂,具有原子经济性高,环境友好的优势。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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