【摘 要】
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含氮官能团在天然产物及合成的分子中普遍存在。过渡金属配合物因其十分强大的催化功能被广泛应用于有机合成、药物设计、功能材料制备等众多领域之中。同时,其参与的过渡金属催化的偶联反应是构建C–N键的重要手段,近些年来得到科学家们的广泛关注。其中,C–N偶联反应一般有交叉偶联氨基化和C–H键活化氨基化两种反应机理,后者展示出较好的原子经济与环境友好的特点,但如何能够实现高区域选择性的C–H键活化氨基化是该
【基金项目】
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the National Natural Science Foundation of China (Grant No.21871207, 21672159);
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含氮官能团在天然产物及合成的分子中普遍存在。过渡金属配合物因其十分强大的催化功能被广泛应用于有机合成、药物设计、功能材料制备等众多领域之中。同时,其参与的过渡金属催化的偶联反应是构建C–N键的重要手段,近些年来得到科学家们的广泛关注。其中,C–N偶联反应一般有交叉偶联氨基化和C–H键活化氨基化两种反应机理,后者展示出较好的原子经济与环境友好的特点,但如何能够实现高区域选择性的C–H键活化氨基化是该机理目前面临的重要挑战。在本论文中,我们通过利用密度泛函理论计算揭示了Cp*Ir(III)/Cp*Rh(III)催化的烯丙基C–H酰胺化反应的机理循环,分析其中关键结构的电子结构,揭示了反应产率差异和区域选择性的来源,为今后更加高效便捷的实验设计提供理论支持。本文主要包括以下三个部分:1、详细描述了两个催化循环的组成:经由烯烃配位、C–H活化、二恶唑酮氧化加成、还原消除和原金属分解等步骤,最终得到支化产物。通过电子结构分析和热力学研究,揭示了C–H活化是反应的速率决定步骤。2、探究了铑催化的C–H活化酰胺化反应体系的内部氧化还原途径的反应机理,同时,与传统的外部亲核进攻方式的反应机理进行对比,解释了两体系中支链选择性和线性选择性差异的来源;3、利用电荷分析和能量分解分析对比了Cp*Ir(III)/Cp*Rh(III)两种催化体系机理的异同:对于Cp*Ir(III)催化体系,C–H活化经历了Ir(III)辅助质子转移的低能量势垒过程,说明了其高反应活性;相比之下,在Cp*Rh(III)催化体系中,C–H活化更像是直接脱质子,导致了高势垒和低反应性。支链选择性来自于烷基对烯丙基上电荷分布的电子效应。因此,铱(V)极化的烯丙基比铑(V)极化的更大,这是其良好的区域选择性的原因。这类新型的对比型机理研究将有助于过渡金属催化的C–H选择性氨基化反应的进一步发展,也为未来探索新反应类型、开发新生物活性的手性胺类化合物提供了思路。
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自发现以来,群集的规则间隔短回文重复序列-CRISPR相关蛋白系统已被证明是一种优秀的基因编辑方法。因此人们很快意识到,广泛调节基因表达的新转录因子蛋白可以建立在核酸酶缺陷蛋白上来进行。除了研究比较充分的2类II型CRISPR–Cas9(靶向DNA)外,2类VI型CRISPR–Cas13也具有特殊意义,因为它仅对RNA具有功能,因此非常值得探索。来自瓦氏钩端螺旋体(LwaCas13a)的Cas13
随着光谱学和计算化学的不断发展,实验表征与理论计算结合成为潮流,计算光谱学蒸蒸日上。光谱学家通过改进或提出新的实验方法获得了越来越精确的光谱,高精度计算有助于更好地理解这些实验结果,特别是对于光谱中的精细结构。小烃阳离子在燃烧化学,材料化学和星际有机化学等领域有着重要地位,理解它是了解许多复杂系统的基础,一直是光谱学家的研究对象。炔丙基阳离子(HC3H2+阳离子)作为有代表性的小烃阳离子,被认为是
芦根(Phragmitis Rhizoma)为禾本科(Gramineae)芦竹亚科(Arundinoideae)芦苇属(Phragmites)植物芦苇(Phragmites australis Trin.)的新鲜或者干燥的根茎。目前国内外关于芦根的文献主要集中于其多糖的研究,极性较大的次生代谢产物的化学成分和生物活性报道较少。因此本论文综合运用多种方法,从芦根的正丁醇萃取部位分离并鉴定了19个化合
苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸是参与蛋白组成的20种氨基酸内3种芳香族氨基酸。甲苯、高度恶臭的挥发性化合物对甲酚和粪臭素正是厌氧肠道菌等发酵这三种芳香族氨基酸的最终代谢产物。它们的产生分别来自于甘氨酸自由基酶(GRE)家族的苯乙酸脱羧酶(Phd B),对羟基苯乙酸脱羧酶(HPAD)和吲哚乙酸脱羧酶(IAD)对底物的脱羧反应。GRE包含一个对氧敏感的甘氨酸自由基(Gly·),该自由基是甘氨酸自由基酶C末端
1989年Batra教授首次利用氨基酸作为催化剂,实现了无金属参与的不对称转移氢化反应,这为小分子催化剂催化不对称还原反应打开了新的大门。随后,小分子催化技术得到了迅速的发展,催化剂的种类也越来越丰富。手性磷酸作为小分子催化剂的杰出代表,受到广泛关注。基于本课题组开发的手性磷酸-硼烷不对称还原体系,我们开发了一种关于3H-吲哚的不对称还原方法,主要内容如下:3H-吲哚等具有光学活性的氮杂环衍生物存
通过提高活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平的同时消耗还原剂谷胱甘肽(glutathione,GSH)是放大细胞内氧化应激水平的主要方法。然而在之前的研究中,通常都需要结合两种甚至以上材料来达到破坏细胞内氧化还原平衡的效果。这使得制备的过程更加繁琐复杂。这里我们设计了负载超小硫化铋量子点(Bismuth sulfide quantum dots,Bi2S3QDs)的
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