南华大学成功开发自由基硝化反应合成含硝基环丙烷和环丁烷化合物的新方法

新湖南客户端 2024-10-09 15:44:34

近日，南华大学药学院曾要富教授和王震教授团队成功开发了一种通过自由基硝化反应合成含硝基环丙烷和环丁烷化合物的新方法。相关研究成果以“Oxidativefunctionalizationof alkylidenecyclopropanes and alkylidenecyclobutanes: a versatile platform to access nitrated cyclopropanes and cyclobutanes”（自由基硝化反应在环丙烷和环丁烷的氧化功能化中的应用研究）为题，在国际知名期刊Organic &Biomolecular Chemistry （《有机与生物分子化学》）上发表。

环丙烷和环丁烷由于其独特的小尺寸和刚性，在药物化学中越来越受到重视。曾要富和王震教授团队发现，通过使用廉价的Fe(NO3)3·9H2O或AgNO2作为硝化试剂，可以实现环丙烷和环丁烷的π键的自由基硝化反应，从而获得三种不同功能的硝化产物，包括β-硝基醇、α-硝基酮和硝基硝化产物，产率高达90%。特别值得注意的是，该反应过程中环丙烷和环丁烷环得以保留。此外，通过放大实验和硝基还原为氨基实验，验证了该方法的应用性。初步的机理研究表明，硝基自由基可能参与了反应过程。该团队通过优化反应条件，发现在MeCN溶剂中，使用1.0当量的Fe(NO3)3·9H2O和0.4当量的TEMPO作为催化剂，可以在室温下获得最佳的反应效果。在标准条件下，多种二芳基取代的环丁烷和环丙烷底物均能顺利转化为目标硝化产物，且环结构保持完整。此外，通过改变硝化试剂，还能实现α-硝基酮产物的选择性合成。进一步的机理实验表明，硝基自由基可能在这些硝化反应中起到关键作用。该研究工作表明，通过自由基硝化反应合成含硝基环丙烷和环丁烷化合物的新方法具有优异的产率和选择性，为开发新型药物分子骨架提供了新的可能性。同时，该方法的建立也为环丙烷和环丁烷的进一步功能化和应用研究奠定了基础。

文章第一作者为南华大学药学院曾要富教授和硕士生吴金波、陈锦涛，通讯作者为郭勇教授、王震教授。南华大学药学院为第一单位兼通讯单位。（唐美艳）

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来源：新湖南客户端

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