Green Chemistry 封面文章: 阮志雄教授 "電化學方法高效合成中環...

2020-12-08 儀器信息網

中環內醯胺(8-11元環)是重要的藥物化學骨架,因其存在於很多天然產物和生物活性化合物中,如去熊果苷、鼠李嘧啶、巴拉蘇胺和二苯西平等。通常,這些結構只能通過一些有限的方法獲得,例如,分子內羰基化、環閉合復分(RCM)、Claisen型重排等。最近報導了一種以過渡金屬釕為催化劑和當量的乙醯氧基苯碘酮(BI-OAc)為氧化劑的光催化合成中環內醯胺的方法。然而,這些方法大多局限於使用高稀釋溶液、過渡金屬催化劑或當量化學氧化劑,嚴重背離了綠色化學合成的理念。



有機電化學利用質子和電子作為氧化還原試劑,已經成為一種環保、經濟、功能日益強大的綠色化學合成方法。正如之前的報導,直接或間接電氧化N–H鍵被應用於各種C–N鍵的成環化反應中,以構建含N雜環。儘管取得了這些重大進展,但報導的方法僅限於通過典型的醯胺氮自由基環化反應,即電化學氧化C-N鍵的形成,生成5或6元環。事實證明,要形成8-11元環內醯胺還是很難的。



近日,廣州醫科大學阮志雄教授課題組開發了一種無需催化劑和額外添加劑,以一種綠色可持續的直接電化學氧化的方法產生醯胺氮自由基,並通過C-C鍵斷裂,氮自由基遷移,首次實現了8-11元中環內醯胺擴環的新突破 (Green Chem., 2020, 22, 1099)。



與以往的典型的醯胺氮自由基環化方法相比,該研究利用石墨電極作為工作電極(陽極),鉑電極作為陰極,在室溫、不使用金屬催化劑和外部氧化劑等更為溫和、綠色經濟的條件下,在8 mA恆定電流電解下,反應2.3 h,即成功得到8-11元環的擴環,如下圖所示9元環內醯胺產率達到98%。



文末,作者還通過循環伏安法進一步解開了反應機理的神秘面紗。



阮教授課題組是藉助了什麼設備完成並優化中環內醯胺的擴環反應的呢?!又是藉助了什麼設備實現循環伏安法的呢?


打開該文的Supporting information,就是這款「IKA ElectraSyn pro」,既可完成循環伏安分析,還可以同時實現6位平行篩選,優化反應條件,並完成反應的神器。



版權與免責聲明:

① 凡本網註明"來源:儀器信息網"的所有作品,版權均屬於儀器信息網,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。已獲本網授權的作品,應在授權範圍內使用,並註明"來源:儀器信息網"。違者本網將追究相關法律責任。

② 本網凡註明"來源:xxx(非本網)"的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在於傳遞更多信息,並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,且不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。如其他媒體、網站或個人從本網下載使用,必須保留本網註明的"稿件來源",並自負版權等法律責任。

③ 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起兩周內與本網聯繫,否則視為默認儀器信息網有權轉載。

相關焦點

  • CCS Chemistry | 一鍋兩步電化學脫氫增環,高效構築中環內醯胺
    武漢大學雷愛文課題組報導了利用電化學陽極氧化的策略,實現了溫和條件下多種中環內醯胺的高效構築。中環內醯胺是一類十分重要的結構框架,它廣泛存在於天然產物和藥物分子中,開發簡易高效的中環內醯胺構建方法是有機合成的研究重點之一。由於在構建中環內醯胺的過程中會出現不利的焓變和熵變,所以實現此結構的合成存在較大挑戰。
  • ...Sustainable Chemistry & Engineering期刊發表封面文章
    本網訊 近日,理學院劉東暉副教授課題組在國際權威期刊 ACS Sustainable Chemistry & Engineering上發表題為「Multifunctional β-Cyclodextrin MOF-Derived Porous Carbon as Efficient Herbicides Adsorbent and Potassium Fertilizer」 的封面文章
  • 我校魯雄教授團隊在《Chemistry of Materials》雜誌發表封面文章
    近日,我校材料科學與工程學院魯雄教授為通訊作者,韓璐博士和閆力維為共同作為第一作者,在國際知名期刊《Chemistry of Materials》(Chem. Mater., 2018, 30 (16), pp 5561–5572,影響因子高達9.89)上報導了其課題組在導電水凝膠領域的最新研究成果。
  • 試試這種電化學合成方法
    Goodenough教授(圖片來源:美國德克薩斯大學奧斯汀分校官網) 而頒獎以前,諸多權威學術機構也在預測今年的諾貝爾化學獎會花落誰家。「點擊化學」(click chemistry)同樣成為高頻詞彙,儘管今年無緣折桂,但相信在未來的某一年定會得到瑞典皇家科學院的垂青。
  • 電化學合成與科研創新
    S Baran的原話,主流合成化學領域中嘗試做電化學都是出於一種原因:絕望。譬如:如何突破傳統合成的瓶頸?傳統合成的研究從1840年發展到現在,要創新談何容易?!那是否可以在方法創新?!電化學合成方法進入他的視線了。
  • 人才強校 | 郭紅超課題組在手性中環化合物的合成中取得新進展
    本網訊 我校理學院郭紅超教授課題組近期在中環化合物合成中取得重要進展:課題組通過鈀催化的不對稱串聯環加成/Cope重排反應高效構建了手性九元雜環化合物,為中環雜環化合物的合成提供了新方法。相關工作發表在美國化學會的期刊《ACS Catalysis》 (2019, 9, 1645?
  • ...化學合成方法|過氧化氫|諾貝爾化學獎|鋰電池|催化劑|電化學|科學
    Goodenough教授(圖片來源:美國德克薩斯大學奧斯汀分校官網)而頒獎以前,諸多權威學術機構也在預測今年的諾貝爾化學獎會花落誰家。「點擊化學」(click chemistry)同樣成為高頻詞彙,儘管今年無緣折桂,但相信在未來的某一年定會得到瑞典皇家科學院的垂青。
  • 劉陽平教授課題組Chemistry - A European Journal研發高效、特異的超氧自由基EPR探針
    藥學院劉陽平教授和宋玉光副教授課題組近期報導了新穎的超氧自由基探針,解決了現有電子順磁共振(EPR)方法難於在生物體系中高效、特異性檢測超氧自由基的問題。研究成果於2018年5月作為封面文章發表於化學領域經典綜合類雜誌Chemistry - A European Journal(2016年影響因子5.317,五年平均影響因子5.184),題目為「Synthesis and Characterization of Perthiatriarylmethyl Radical and Its Dendritic Derivatives with High Sensitivity
  • 青島農大科研團隊在應用化學一區雜誌發表封面文章
    青島農大科研團隊在應用化學一區雜誌發表封面文章 近日,由青島農業大學化學與藥學院肖建教授領銜的分子催化與轉化團隊,在應用化學一區期刊《高等合成與催化》(Advanced Synthesis & Catalysis,IF=5.7) 上發表有關綠色高效合成吲哚衍生物的重要論文
  • CO2陰極還原和甲醇陽極氧化同步進行實現甲酸的電化學合成
    CO2陰極還原和甲醇陽極氧化同步進行實現甲酸的電化學合成 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/10 21:47:41 中科院上海矽酸鹽所施劍林團隊的最新研究提出了通過電催化,同時進行二氧化碳還原和甲醇氧化以製取甲酸的方法
  • 上海有機所在中環化合物的不對稱合成方面取得進展
    對於大環化合物(≧十元環)同樣也有很多合成方法,例如Corey–Nicolaou大環內酯化反應、Keck大環內酯化反應和烯烴複分解反應等。然而對於中環化合物(七—九元環)的合成,尤其是通過不對稱催化的方式合成,至今仍然是一個巨大的挑戰。
  • 關於電化學合成氨的一些思考-離子液體作為溶劑用於電化學合成氨
    科學家們針對能源和環境問題提出了可持續發展的能源體系——以電能作為中間介質,然後進行能源存儲或者化學品的合成。當然這個體系的核心是發展高效的催化劑。我們比較熟悉的是水的分解,製備氫氣(HER)和氧氣(OER),用於能源的存儲。而二氧化碳和氮氣的還原主要是製備一些高附加值的化學品。
  • CCS Chemistry | 精心繪出化學的美麗- 盤點2020年CCS Chemistry封面
    CCS Chemistry 2020年第1期封面文章來自美國西北大學黃嘉興教授、湖南大學周一歌教授及成都電子科技大學康毅進教授提出 「流動電催化」(Fluidized Electrocatalysis)策略,顯著提高電催化劑的抗疲勞性能以及電催化反應的穩定性
  • 今日Nature: 大佬教你做實驗之電化學合成氨
    今天,Nature 上線了丹麥科技大學Ib Chorkendorff的一篇通訊,文章以accelarated article preview的形式上線,說明該文章的重要性以及急迫性,該文與普通的研究報告不同,是一份實驗指南,什麼實驗值得發Nature進行操作指導?請看小編的快速的解讀。 第一作者:Suzanne Z.
  • 快速原位合成In-MOF電極用於電化學CO2還原生成甲酸
    MOF的孔道非常有利於CO2分子的吸附,在電化學還原CO2領域有巨大潛力。但是MOF作為電極材料也存在諸多問題:第一,MOF的導電性較差,MOF和基底之間有較大界面電阻。第二,MOF中的金屬離子在負電位下極易被還原成金屬單質。第三,配位飽和的MOF催化能力較弱。
  • 青島農業大學韓磊教授團隊發表AFM封面文章
    青島農業大學韓磊教授團隊發表AFM封面文章 近日,青島農業大學化學與藥學院碩士研究生梁欣為第一作者、導師韓磊教授為通訊作者,在化學與材料領域權威學術期刊Advanced Functional Materials(影響因子16.836)上發表題為White
  • 趙川教授團隊有機修飾的釕納米晶體催化劑實現高效氮氣電解合成氨
    研究背景合成氨反應是催化科學領域的聖杯,在過去的一個多世紀中,三次獲得諾貝爾獎。氨的工業化合成解決了當今世界數十億人口的糧食難題,同時氨也是一種能量密度達到4.32 kW h/L 的無碳儲氫材料。目前大規模的工業合成氨依然依靠Haber-Bosch 法,在工業生產過程中,合成反應不僅消耗了全世界總耗能的2%,同時釋放出來的二氧化碳加劇了地球的溫室效應。隨著電化學技術的發展,利用電化學的手段實現常溫常壓條件下氮氣電解合成氨成為近年來研究的熱點。與傳統工業哈珀法相比,電化學合成氨的原料氮氣和水來源廣泛,同時能量可來自於再生能源,被認為是一種綠色環保研究方法。
  • 趙川教授團隊有機修飾的釕納米晶體催化劑實現高效氮氣電解合成氨
    研究背景 合成氨反應是催化科學領域的聖杯,在過去的一個多世紀中,三次獲得諾貝爾獎。氨的工業化合成解決了當今世界數十億人口的糧食難題,同時氨也是一種能量密度達到4.32 kW h/L 的無碳儲氫材料。目前大規模的工業合成氨依然依靠Haber-Bosch 法,在工業生產過程中,合成反應不僅消耗了全世界總耗能的2%,同時釋放出來的二氧化碳加劇了地球的溫室效應。隨著電化學技術的發展,利用電化學的手段實現常溫常壓條件下氮氣電解合成氨成為近年來研究的熱點。與傳統工業哈珀法相比,電化學合成氨的原料氮氣和水來源廣泛,同時能量可來自於再生能源,被認為是一種綠色環保研究方法。
  • 「獨當一面」——單一晶面碳化鉬的高效電化學固氮
    目前,合成NH3的主要方法仍依賴於Haber-Bosch工藝(HBP),該工藝在高壓(150-350 atm)和高溫(350-550ºC)下進行,但同時其帶來巨大的能源消耗和溫室氣體排放。因此,迫切需要開發一種更加高效的常溫常壓下固氮技術。其中,電催化NRR因其利用水作為氫源,因而具有重要的優勢。
  • 湖北大學李愛濤團隊實現尼龍單體高效綠色生物合成
    近日,湖北大學生命科學學院、省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室李愛濤教授團隊最新研究成果「理性設計大腸桿菌微生物組用於尼龍單體高效綠色生物合成己二酸作為合成尼龍66的重要單體,其工業合成主要依賴高能耗、高汙染兩步化學氧化,從而帶來嚴重的環境問題。為此,數十年來很多科研工作者一直在探索該化合物新的合成方法與工藝(圖2a)。