《新型富勒烯含氮雜環化合物的合成及其衍生化研究》是依託河南師範大學，由劉統信擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型富勒烯含氮雜環化合物的合成及其衍生化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉統信
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
富勒烯及其衍生物正在被越來越多的套用於眾多領域，對它們的化學修飾也因此成為有機合成化學的研究熱點。本項目擬以[60]富勒烯與一系列N-取代的鄰氨基芳基化合物為原料，開發過渡金屬鹽促進或催化的富勒烯新反應，通過對過渡金屬鹽的篩選和反應條件的最佳化，選擇性地構建系列新型的、且具有不同結構特徵的[60]fullerene-fused hydro-benzo[b]azepines、[60]fullerene-fused hydro-benzo[b]diazepines等含氮雜環類衍生物。同時，利用獲得的這些衍生物作為反應的中間體，開展相關的二次衍生化反應研究，合成具有特定結構的其它新穎富勒烯衍生物。本項目所設計的富勒烯化學反應，創新性強，將在一定程度上拓展富勒烯含氮雜環化合物的現有合成方法；通過對反應機理的深入探討，還將為富勒烯其它雜環類衍生物的設計與合成提供理論指導。
結題摘要
富勒烯的功能化是富勒烯化學的一個重要研究課題。過渡金屬作用的富勒烯化學修飾近年來已經發展成為功能化富勒烯的強有力工具。本項目即擬以一系列N-取代的鄰氨基芳基類化合物為原料，開發Cu(I)/(II)、Fe(II)/(III)等過渡金屬催化或促進的富勒烯新反應，選擇性地構建系列不同種類的新型富勒烯含氮雜環衍生物。在該項目的支持下，取得了如下進展： （1）研究了Cu(OAc)2存在下，N-磺醯基取代的鄰氨基苯乙酮/亞胺類化合物與C60的環加成反應，高選擇性地合成了新型的[60]富勒烯並四氫氮雜卓酮/亞胺衍生物；完成了Cu(II)與Mn(III) 共同作用下，N-磺醯基取代的鄰氨基苯基丙二酸酯類化合物與C60的自由基反應，選擇性地製備了新型的[60]富勒烯並二氫喹啉衍生物；發現並建立了C60與1,2-二芳基乙酮、芳基甲醯乙腈、乙醯乙醯芳胺以及1,3-二羰基類化合物反應構建多樣化二取代[60]富勒烯並二氫呋喃衍生物的Cu(I)催化反應體系。 （2）發展了以N-甲氧基苯甲醯胺類化合物為原料，利用內氧化策略，通過FeCl2•4H2O作用的接力串聯反應，依據底物中N-取代基團的不同，實現了[60]富勒烯並噁唑與新型1,2-醯胺富勒醇衍生物的選擇性合成；開展了以α位氮、氧和硫取代的肟酯類化合物為原料，Cu(I/II)催化的內氧化反應，依據α位取代基的不同，分別實現了非對稱[60]富勒烯並吡咯烷與單、雙取代[60]富勒烯並1-二氫吡咯衍生物的合成。 （3）發展了AgNO2促進的C60與磺醯腙，經由醯腙N−N鍵斷裂和AgNO2中氧原子轉移，製備[60]富勒烯並異噁唑衍生物的新反應。這也是磺醯腙首次以N−N鍵斷裂的方式作為合成子在有機合成中的套用；研究了Ag2CO3促進的C60與磺醯腙和腈的三組分新反應，實現了多樣化二取代[60]富勒烯並二氫吡咯衍生物的合成。這也是銀鹽在活化惰性C−N三鍵方面的首次合成套用。 （4）發展了無金屬DDQ促進的氧化脫氫碳環化反應，建立了構建新型[60]富勒烯並四氫咔唑、硫芴、苯並噻吩與氧芴衍生物的新方法。我們相信通過這些工作的開展將進一步豐富與拓展富勒烯衍生物的合成方法，為其套用研究提供物質基礎和方法支持；並通過對反應機理的深入探討，為其它富勒烯衍生物的設計與合成提供理論指導。
