一、申请理由:
2019年6月起,负责人师从邓国军教授从事环境友好的C-C键与C-杂键生成反应方法相关研究
二、项目方案:
1、国家自然科学基金面上项目,21871226,基于多组分含氮含硫杂环有序组装,,76.68万元、2019/01-2022/12、在研、主持
2、 国家自然科学基金面上项目,21572194,基于多聚甲醛作为碳源的选择性杂环生成反应研究,83.6万元、2016/01-2019/12、结题、主持
3、国家自然科学基金面上项目,21372187,温和条件下的环己酮脱氢及其转化反应研究,85万元、2014/01-2017/12,结题、主持
4、 国家自然科学基金面上项目,21172185,基于芳香亚磺酸的脱二氧化硫C-C和C-卤键生成反应研究,60万元、2012/01-2015/12,结题、主持
5、国家自然科学基金青年项目,20902076,酰胺合成反应新方法研究,19万元、2010/01-2012/12,结题,主持
6、 教育部新世纪优秀人才支持计划,NCET-11-0974,新型C-C键生成反应研究,50万元、2012/01-2014/12,已结题、主持
7、 湖南省杰出青年基金,11JJ1003,基于借氢战略的C-N与C-C键生成反应研究,30万元、2011/01-2013/12,结题,主持
8、教育部博士点基金(博导类), 20124301110005,温和条件下的烷烃脱氢反应极其进一步转化反应研究, 12万元、2013/01-2015/12, 结题、主持
9、湖南省百人计划特聘专家经费,11QDZ28,无金属催化剂参与的C-N键生成反应研究,70万元、2011/01-2020/12,在研、主持
三、学校提供条件:
对本项目给予实验室场地与设备、资金方面的支持,给予适当的专业指导并提出方向性建议。
四、预期成果:
众所周知,自然界中普遍存在着各种各样的杂环化合物,而大多数杂环化合物都是与生物活性存在着密切联系,例如核酸、抗生素和生物碱等。除此之外,人们通过化学方法还合成了各种各样具有多种功能作用的杂环化合物,它们可以用作药物分子中间体、杀虫剂、除草剂、染料等,且具有十分显著的作用;在为数不多的苯并五元硫杂环化合物中,苯并噻唑是类极为重要的化合物。芳基取代的苯并噻唑表现出广泛的生物活性,在抗肿瘤,抗病毒和抗菌方面,显示出优良的效果。另外,在天然产物、功能材料、工业染料和农用化学品中都能发现苯并噻唑的基本结构单元。基于此,在杂环化学不断发展的过程中,大量合成该类化合物的方法被发现(图1)。
近年来,合成含硫杂环化合物成为了科学家们研究的热点。然而,利用廉价易得的单质硫来源一锅构建C-S键从而合成含硫杂环化合物更是受到广大科学家的重点关注。我们组在之前的研究工作中,已经成功实现了单质硫为原料一锅合成苯并噻唑化合物。这些方法的条件简单、温和,这为我们进一步研究以廉价的单质硫合成苯并噻唑化合物打下了坚实的基础。
发现高效高选择性有机合成新反应是有机合成化学的一个重要的研究方向。改善反应条件和反应途径是实现有机合成中资源和能源利用高效化、操作简单化、环境友好以及实现产物高效选择性的重要内容。本申请将借鉴过去单质硫合成含硫杂环的反应研究,发展一类廉价、低毒、高选择性的硝基苯原位还原C-H硫化的催化体系,进一步采用含活性官能团的苄醇衍生物为底物,实现苯并噻唑的环化,为构建新的C-C键、C-N键和C-S键合成硫芳香杂环提供一条绿色、简便、经济的新途径。
五、经费预算:
发展新的催化体系,以硝基苯和硫以及3-吲哚甲醛为原料,生成含吲哚骨架的2取代苯并噻唑(图2)以硝基苯和硫及环己酮为原料反应生成吩噻嗪(图3):