《水相中過渡金屬催化的sp3碳氫鍵官能團化反應研究》是依託四川大學，由周向葛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水相中過渡金屬催化的sp3碳氫鍵官能團化反應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周向葛
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機化合物的C-H鍵活化和直接官能團化反應是構建碳雜和碳碳鍵的有效手段之一。其中，sp和sp2 C-H鍵的活化和官能團化反應得到了較多的研究並取得了一系列的進展。在sp3 C-H鍵活化領域的研究還相對較少，涉及的底物和反應類型還極為有限，反應條件較為苛刻。另外，與傳統的毒性大、易燃、易爆、易揮發的有機溶劑相比，水是一種理想的反應介質，然而水相中催化C-H鍵活化和官能團化反應的報導還十分罕見，其中的催化劑設計和合成是關鍵。申請人擬在近期水相催化偶聯以及多組分反應基礎上，以包括鈀、銠、釕、鎳、銅等過渡金屬及合適的配體為催化劑，發展高效和高選擇性的水相催化體系, 探索多種類型的sp3 C-H鍵的活化方式，發展一系列直接構築C-C、C-N、C-O、C-S鍵的方法學。另一方面，考察催化條件與催化結果的關係，結合相關的機理研究，嘗試將所發展的合成方法學套用於天然產物以及複雜分子的關鍵合成步驟中。
結題摘要
碳氫鍵的活化反應是近年來有機化學的研究熱點之一。其中，以水為溶劑進行的催化C-H鍵活化反應研究較少。本項目的研究工作主要是基於申請書的內容，圍繞C-H鍵的活化官能化反應展開的。進行的工作主要如下：以水為溶劑，以鈀鹽為催化劑，進行了包括乙醯苯胺和苄醇，以及碘苯與苯酚的C(sp2)-H鍵活化偶聯反應，最高收率分別可達98%和87%；在無金屬催化劑的條件下，還進行了水相過氧二苯甲醯對8-氨基喹啉醯胺衍生物的C5位的C(sp2)-H鍵的氧化反應，取得最高88%的收率；在C(sp3)-H鍵活化方面，進行了醋酸鈀催化的水相 8-氨基喹啉導向的羰基β 位C(sp3)-H芳基化反應；此外，設計並採用2-甲基-7-氨基苯並惡唑以及4-氨基苯並硒二唑為新型導向基團，進行了非活性的羰基beta位C(sp3)-H鍵的活化，最高收率分別可達89% 和94%；在進行C-H鍵活化的同時，我們還進行了C-C鍵的活化反應研究，尤其在設計含硫導向基團催化反應中，發現含硫雙齒導向基醯胺化合物在醋酸鈀為催化劑，醋酸銀為氧化劑條件下，經歷C(sp3)-H芳基化和C(sp2)-C(sp3)活化串聯反應，得到相應的N-苯基氨基甲酸酯類化合物。在項目執行期間，總計發表標註基金資助的包括Chem. Commun., Green Chem., Adv. Syn. & Cat. 的SCI收錄論文13篇。
