东华理工张小平团队: 质谱微液滴–常温常压下高效克级制备季铵盐

学术   科学   2024-10-31 10:30   英国  

研究背景

在温和条件下,利用廉价的氧化剂,且不依赖过渡金属,实现有机底物的选择性氧化,具有显著的研究和应用价值。
目前,关于合成胺类 N–O 化合物和季铵盐阳离子的报道仍相对有限。通过季铵化形成季铵阳离子,并固定氮立构中心的构型以防止反应发生可逆性,是药物开发中极具潜力的方向。因此,如何有效地构建季铵盐化合物的通用方法仍然是合成化学面临的重大挑战。

研究内容

近日,东华理工大学张小平副教授带领研究团队,成功探索出一种在微液滴中实现芳香胺直接 N-羟基化进而合成季铵阳离子的高效路径。

该研究展示了一种创新性策略:通过水微滴中的水自由基阳离子,在无需施加外部电压的情况下,直接对芳香胺进行 N-羟基化,成功合成季铵阳离子。通过优化反应条件,研究者显著提高了氧化产物的产率,并拓宽了适用于不同芳香胺底物的氧化规律。借助一系列表征实验和理论计算,研究验证了反应机理的可行性和合理性。质谱和核磁共振实验表明,该反应具有良好的通用性,并已实现从微克级到克级的反应规模放大。

这一进展不仅增强了此反应的实用性,也为质谱制备提供了从实验室小批量制备到大规模应用的潜力,使其在合成和实际应用中更具吸引力。该研究成果以“Ambient catalyst-free oxidation reactions of aromatic amines using water radical cations”(《常温常压条件下水自由基阳离子氧化芳香胺》) 为题,发表在英国皇家化学会旗下的期刊 Chemical Science 上。

论文信息

  • Ambient catalyst-free oxidation reactions of aromatic amines using water radical cations
    Xiaoping Zhang*,Pinghua Hu, Minmin Duan, Konstantin Chingin, Roman Balabin, Xinglei Zhang*, and Huanwen Chen*张小平,东华理工大学)
    Chem. Sci., 2024, 15, 16125-16132
    https://doi.org
    /10.1039/D4SC04519J

作者简介

张小平 副教授
东华理工大学

本文第一作者兼通讯作者,东华理工大学副教授,硕士生导师,长期从事质谱分析与制备相关研究。运用质谱的原理技术,发展一系列基于水自由基阳离子新反应,用于质谱制备,并深入揭示各类反应的机制与规律。主持国自然青年基金、地区基金等多项科研课题,在 Nat. Commun., Chem. Sci. 等期刊发表 SCI 收录刊物论文 40 余篇,公开和授权发明专利 4 项。2024 年获得江西省科协赣鄱俊才青年托举项目和东华理工大学首批青年托举项目支持。2023 年获得江西省线下一流本科课程、江西省教学创新大赛中二等奖。张小平教师参与设计和指导了本研究工作。

期刊介绍

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Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
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JCR 分区*Q1 化学-综合
CiteScore 分14.4
中位一审周期33 


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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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