电化学诱导非金属催化的C-H键官能团化构建杂环化合物

基本信息
批准号:21672200
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
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:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汪志勇,李亚男,王斌,傅得欣,杨玉,钱朋,毕美香,王玉康
关键词:
电化学非金属催化杂环化合物构建CH官能团化
结项摘要

The C-H functionalization of methylene and methyl is still considered challenging in electrochemical synthesis, especially for the synthesis of heterocycles. Based on the electrochemical research of construction C-hetero bond and heterocyclic compounds in our group, we choose common inorganic molecular, such as ammonium, nitrate, ammonia, oxygen, water, carbon dioxide, natural amino acids, as hetero atom source. Under electrochemical conditions, the research of C-H functionalization via non-metallic catalyst catalyzed redox reactions on the nanoparticles modified electrodes would be performed and the C-X bond formation with the participation of inorganic molecules and the corresponding mechanism would be studied. We hope to obtain various functional heterocycles via C-H functionalization of methylene and methyl. In the presence of chiral organocatalysts, ion pairing catalysts (quaternary ammonium, phosphonium salts and ionic liquids), the synthesis of chiral heterocyclic compounds would be realized via the C-H bond functionalization on the nanoparticles modified electrode oxidation-reduction reactions. With this novel strategy, the nonmetallic oxidant can be recycled. Moreover, the ion pairing organocatalyst can also be used as an electrolyte, which shows high atom economy and eco-friendly advantages.

亚甲基(甲基)中C-H键的官能团化仍然是电化学合成的挑战性课题,尤其是涉及到杂环化合物的合成。我们在现有的电化学构建C-杂键和合成杂环化合物基础上,以最为常见的无机分子(如铵、硝酸盐、氨水、氧气、水、二氧化碳等)和天然的氨基酸作为杂原子来源,在电化学条件下,研究电诱导非金属催化、纳米修饰电极上的C-H的氧化还原反应,研究无机分子参与的碳-杂键形成机理,构建碳-杂键,实现亚甲基(甲基)C-H官能团化,构造功能杂环化合物。另一方面,在手性有机小分子、离子对(季铵盐、季鏻盐、离子液体)催化下,通过纳米修饰电极上的C-H键官能团化,实现手性杂环化合物构建。此方法能够循环使用非金属氧化剂,非金属组成的离子对既可以作为电解质又可以作为催化剂,具有原子经济性高,环境友好的优势。

项目摘要

亚甲基(甲基)中C-H键的官能团化仍然是电化学合成的挑战性课题,尤其是涉及到杂环化合物的合成。我们在现有的电化学构建C-杂键和合成杂环化合物基础上,以最为常见的无机物分子(如铵、氨水、氧气、水、二氧化碳等)和有机物分子(如天然的氨基酸、胺)作为杂原子来源,在电化学条件下,研究电诱导非金属(如碘化铵)催化、优化电极上的C-H的氧化还原反应,研究无机(有机)分子参与的碳-杂键形成机理,构建碳-杂键,实现亚甲基(甲基)C-H官能团化,合成了功能杂环化合物(如靛红、咪唑并[1,5-a]喹啉环衍生物、吲哚类化合物等)。此方法能够循环使用非金属氧化剂,非金属组成的离子对既可以作为电解质又可以作为催化剂,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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