2020年3月10日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院李超实验室(www.lichaolab.com)在《ACS Catalysis》杂志上在线发表题为“Nickel-Catalyzed Direct Acylation ofAryl and Alkyl Bromides with Acylimidazoles”的研究论文。该论文发现了简单易制备的酰基咪唑类化合物在廉价金属镍的催化作用下可以广泛地与烷基/芳基溴化物偶联形成酮类化合物。详细的机理研究发现了一种前所未有的酰胺C–N键自由基断裂的方式。此论文也证明这个新方法可以成功地应用于一系列药物分子和天然产物分子的合成中。
酮在有机合成化学中占有重要的位置。早期,科学家通过有机金属试剂与羧酸衍生物发生亲核取代反应来制备酮,但由于有机金属试剂制备复杂且常具有强碱性,这限制了这种传统方法的应用范围。近年来,过渡金属催化的羰基衍生物与芳基卤代物之间的还原偶联反应由于其相对温和的反应条件,逐渐成为研究的热点。李超实验室开发的新方法不仅原料来源广泛,制备简单,而且底物适用范围非常广泛:源自于一级,二级羧酸,芳基羧酸以及位阻大的三级羧酸的酰基咪唑都能应用到反应中且能达到中等到好的收率;富电子,缺电子的苯基溴代物,以及在药物分子中常见的呋喃,苯并呋喃,吲哚,吡啶,嘧啶等芳香杂环溴代物,一级,二级烷基溴代物均适用该反应体系。同时这个反应在一定程度上兼容酯基,羰基,醚,硅醚,以及氨基甲酸酯等官能团。另外研究者还成功地将这种方法应用到一系列复杂天然产物分子和药物分子的改造和合成中,例如对一些复杂甾体类化合物的改造,对抗Parkinson药物分子Tolcapone的合成,以及对复杂呋喃二萜类天然产物的合成等等。
详细地机理研究发现:1)位阻相对较小的一级,二级酰基咪唑中的C–N键断裂是通过单电子还原反应途径,产生酰基自由基,有趣的是酰基自由基会释放一氧化碳产生烷基自由基,释放的一氧化碳被零价的镍捕获紧接着与溴代物发生氧化加成和迁移插入形成新的酰基镍复合物,此复合物再与之前产生的烷基自由基结合形成三价的镍复合物,最后通过还原消除得到产物和一价的镍,一价的镍再参与到下一个循环。2)位阻大的三级酰基咪唑则是通过一价镍的氧化加成的方式切断酰胺C–N键。
总之,在这项系统的研究工作中,李超实验室首次揭示了酰胺C–N键可以通过自由基方式来断裂;使用的底物酰基咪唑来源广泛且制备简捷方便;反应适用范围广,具有很大的潜在合成应用价值。
李超实验室2017级协和学籍的卓君明同学和2020级PTN项目的张勇同学为该论文的共同第一作者,李超实验室的李子剑同学也参与了部分工作。李超博士为本文的通讯作者。该研究由北京市科委生命科学前沿创新培育项目、清华大学以及科技部资助,在北京生命科学研究所完成。
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
李超实验室发现了镍催化的酰基咪唑与烷基/芳基溴代物偶联形成酮的化学反应
本站小编 Free考研/2020-05-21
相关话题/实验室 金属
何新建实验室发现一类偶联组蛋白H2A.Z组装与核小体滑动的植物特异染色质重塑复合体
2020年3月2日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院何新建实验室在《EMBO Journal》杂志在线发表了题为“A plant-specific SWR1 chromatin remodeling complex couples histoneH2A.Z deposition wit ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21罗敏敏实验室揭示中缝背核多巴胺神经元控制记忆表达的神经环路机制
学习和记忆是所有动物适应复杂环境所依赖的最重要的能力。通过学习,我们能将原本没有关联的事物相互联系在一起。在这个学习过程中所产生的记忆,我们称之为关联记忆。关联记忆的形成与表达广泛存在于我们的日常生活中,并影响着我们的行为选择。比如成语典故中的爱屋及乌,以及一朝被蛇咬,十年怕井绳,都是典型的关联记忆 ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21齐湘兵实验室发现新型碳碳交叉偶联反应
2020年1月6日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院齐湘兵课题组在Cell press旗下化学旗舰期刊《Chem》杂志在线发表了题为“Visible-light-induced Nickel-catalyzed Cross-coupling withAlkylzirconocenes ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21袭荣文实验室发现果蝇干细胞身份的转换可致神经内分泌肿瘤
2020年2月11日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院袭荣文实验室在《Cell Reports》杂志发表题为“A Switch in Tissue Stem Cell Identity Causes Neuroendocrine Tumorsin Drosophila Gut”的文章, ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21汤楠实验室发现特发性肺纤维化(IPF)发病的全新机制
您的浏览器不支持Video标签。 2019年12月19日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院汤楠实验室在《Cell》杂志在线发表了题为“Progressive pulmonary fibrosis iscaused by elevated mechanical-tension on al ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21董梦秋实验室为交联质谱技术再添利器
董梦秋实验室与合作者近期在《Nature Communications》杂志上连续发表了两篇论文,不断提升基于质谱的蛋白质结构分析技术。文章的题目分别是 “Improving massspectrometry analysis of protein structures with arginine- ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21袭荣文实验室解析肠内分泌细胞多样性机制
2019年12月17日,我所袭荣文实验室在《Cell Reports》杂志发表题为“The Cellular Diversityand Transcription Factor Code of Drosophila Enteroendocrine Cells.”的文章,系统性的解析了果蝇肠道中内分泌 ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21王涛实验室发现调控视紫红质蛋白合成的保守机制
2019年7月1日,我所王涛实验室在《Cell Death and Differentiation》杂志在线发表题为“ERcomplex proteins are required for rhodopsin biosynthesis and photoreceptorsurvival in Dro ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21邵峰实验室利用沙门氏菌效应蛋白揭示V-ATPase-ATG16L1介导异源自噬的分子机制
2019年7月18日,我所邵峰实验室在《Cell》杂志在线发表题为“A Bacterial Effector Reveals the V-ATPase-ATG16L1 Axis that InitiatesXenophagy”的文章。文章报道沙门氏菌编码的效应蛋白SopF可以特异抑制异源自噬,敲除s ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21李超实验室完成了三个复杂二萜类天然产物的全合成
2019年5月15日,我所李超实验室(http://www.lichaolab.com/)在《Journal of the American Chemical Society》杂志上在线发表题为“Tandem Decarboxylative Cyclization/AlkenylationStrat ...北京生命科学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21