ag百家乐开奖 25岁抓教,33岁正培植,五院院士,最新Nature!

K. N. Houk培植,中国科学院外籍院士,新西兰Erskine院士,好意思国艺术与科学院院士,海外量子分子科学院院士ag百家乐开奖,好意思国国度科学院院士,1943年2月27日出身于好意思国田纳西州纳什维尔。1964年得到哈佛大学学士学位,1966年和1968年离别得到哈佛大学硕士和博士学位, 师从R. A. Olofson和R. B. Woodward。1968年加入路易斯安那州立大学任教,1976年景为正培植。1980年调入匹兹堡大学,1986年转往加州大学洛杉矶分校(UCLA)任教,并于1987年景为隆起培植。1988-1990年任好意思国国度科学基金会化学部主任。1991-1994年任UCLA化学与生示寂学系主任。

Houk培植是表面与臆度有机化学界限的巨擘。他的课题组发展领会化学反馈活性的渊博王法,模拟复杂的有机反馈并愚弄推行对表面磋议进行考据。在酶催化反馈的臆度商量和表面磋议、不合称反馈的定量催化模子、周环反馈的机理与能源学效应和双摆脱基过程等界限中都有丰硕的商量效用。Houk培植在闻名学术期刊上共发表SCI论文1250余篇,H指数126,是天下上援用率最高的100名化学家之一。Houk培植在其科学糊口中曾经得到了屡次奖项,举例2009年得到ACS Arthur C. Cope奖,2012年获英国皇家化学学会Robert Robinson奖, 2013年获UCLA Glenn T. Seaborg奖章。2014年被澳大利亚昆士兰大学授予荣誉培植名称。此外,Houk培植曾参与好意思国国度科学基金会化学部、ACS石油商量基金及多种期刊的参谋人委员会,包括《化学商量述评》、《好意思国化学学会志》、《有机化学杂志》、《化学与工程新闻》、《臆度化学杂志》、《化学表面与臆度杂志》、《Chemistry - A European Journal》和《现代化学专题》。他曾任好意思国国度卫生商量院药用化学商量部成员及国度商量理事会化学和技能委员会成员,并于2000-2003年担任好意思国文理科学院化学部主席。

应变分子的“摆脱基之舞”,双环[2.1.1]己烷骨架的高效合成新计谋

在往时的几十年里,芳醇环在药用化合物中占据了主导地位。这在很猛进度上是由于现代合成化学中金属催化交叉偶联反馈的发展,通过这些反馈,功能化的芳醇化合物不错放松地通过两个片断的衔尾来制备。然而,这些偶联反馈的居品大多具有动怒盈骨架,这导致这些化合物经常具有不良的药物特点。因此,奈何高效构建刚性的三维结构单位成为当务之急,这些结构单位不错看成具有优良药物特点的芳烃生物等排体。

在药示寂学中,一种刚性结构单位是二环[2.1.1]己烷(BCH),它不错字据特定的取代情势模拟对位、间位或邻位取代的芳醇化合物。合成[2.1.1]BCH最常见的行径是二环[1.1.0]丁烷(BCB)与非应变烯烃的反馈。这些报说念不时波及使用路易斯酸介导,玩忽生成摆脱基中间体,包括愚弄光化学活化的反馈。在该使命中,来自好意思国加利福尼亚大学洛杉矶分校的K. N. Houk和Neil K. Garg培植团队证明注解了一种新的合成行径,该行径接管顺心的反馈条款和便捷的操作历程,制备出了二环[2.1.1]己烷骨架。该使命以题为“σ-Bond insertion reactions of two strained diradicaloids”发表在《Nature》上。

图1. 反馈空洞

【反馈物的几何畸变】

在商量的运行阶段,作家计议了每种反馈物的基态结构。将线性积蓄二烯烃单位罢休在六元环内会产生约30kcal/mol的环张力能。环状积蓄二烯烃不时与曲折不绝,天然线性积蓄二烯烃13中的C=C=C键角为180°,但在环状积蓄二烯烃14中,相应的键角被压缩到133°。其他的几何畸变风景是与单个烯烃关系的误解和锥角化。在非应变烯烃中,烯烃两头顺式取代基是共面的,二面角为0°。在环状积蓄二烯烃14中,每个烯烃都发生了显赫误解。锥角化是第三种畸变类型,烯烃结尾的典型几何风景是三角平面,每个结尾取代基之间的角度约为120°。然而,在环状积蓄二烯烃14的情况下,这些角度在C4’和C2’贬责别误解为109°和113°。C4’和C2’施展出锥角化,因为CH键曲折出平面以加多π重复。这些几何风景与三角平面的偏差离别为5.5°(C4’)和4.0°(C2’),也称为锥角化角度( p)。一种化合物中存在这三种类型的几何畸变短长常苦处的,最终使得应变环状积蓄二烯烃具有高度反馈性。

将满盈骨架罢休在BCB的刚性的环系统中会导致高达约64kcal/mol的高应变能。在BCB中不雅察到的主要几何畸变是高度应变中心键的碳原子的角度曲折。未应变的烷烃是四面体的,角度约为109.5°,但BCB有六个C–C–C角约为60°,这是环丙烷的典型特征。相应地,外部角度增大,如H–C1–C4和H–C1–C3的角度离别为~129°。中心C1–C3键的长度为1.5埃,具有96%的p轨说念特征。其应变能比两个环丙烷的应变能高约10kcal/mol。

图2. 反馈物结构分析和推行条款筛选

【推行考据】

环状积蓄二烯烃已被用于波及π系统或带有孤对电子的分子间反馈,但并非凯旋与σ键或其他应变化合物反馈。下展示了使用环状积蓄二烯烃前体17和BCB 18合成BCH(双环[3.1.1]庚烷)反馈中不雅察到的重要参数和扫尾。使用乙腈看成溶剂,在23°C下,不管是使用CsF依然Bu 4NF看成氟源,反馈均能以中等产率进行。然而,在这些条款下以偏激他条款下,都检测到了大批积蓄二烯烃二聚居品(约高达30%)。计议到CsF的溶化性差不时会导致应变中间体生成速率较慢,从而使反馈更容易限制,因此主要心情了CsF介导的反馈。使用较高的温度可普及产率,况且不错使用多种溶剂进行调理。在80°C下,当使用1,2-二甲氧基乙烷(DME)看成溶剂时,可得到最高93%的产率。鉴于一些BCB热踏实性较差,Ag百家乐作家评估了在室温下使用四丁基铵盐添加剂的情况,因为此类盐可用于普及CsF在有机溶剂中的溶化度。在23°C下使用Bu 4NBr的效果最好。临了,发现浓度具有显赫影响;仅将浓度加倍即可使19的产率达到98%。变成BCH的最好反馈条款很顺心,波及在室温下用Bu 4NBr看成添加剂,在DME溶剂中禁止17和18与CsF。所变成的BCH居品19是主要构成异构体(区域遴荐性>20:1)。

【底物适用范围】

单取代和双取代的BCB(双环[1.1.1]丁烷)均可用于使用环状积蓄二烯烃14进行的σ键插入反馈。这些反馈均以高区域遴荐性(>20:1)进行,变成多取代的BCH(双环[3.1.1]庚烷)居品。关于单取代的BCB,芳基酮是安妥的底物,可产生79–94%产率的BCH居品。该行径还暴露出对膨大的芳醇基团和杂芳基取代基使用的后劲。片断偶联不仅限于芳基酮,不错使用烷基酮31和Weinreb酰胺33,离别生成BCH 32和34。还测试了芳基砜取代的BCB(35),最终得到82%产率的砜36。在该行径中使用双取代的BCB是得到四取代BCH的灵验技能。举例,通过使用含有叔丁基酯和苯基看成取代基的BCB 37,不错以88%的产率得到BCH 38。酯基和芳基均可变化。BCB 42的使用允许在BCH 43中引入药示寂学中常用的吡啶环。临了,使用含有吗啉酰胺的双取代BCB 44不错得到96%产率的BCH 45。

用于σ键插入的环状积蓄二烯烃片断也不错变化。取代的碳环积蓄二烯烃和杂环积蓄二烯烃可看成合成高度官能化的BCH(双环[3.1.1]庚烷)的结构单位。关于双取代的BCB(双环[1.1.1]丁烷)片断,反馈具有高区域遴荐性(>20:1 rr)。使用碳环积蓄二烯烃48或51可得到BCH 49和52。在这两种情况下,由于立体身分,该调理均倾向于环状积蓄二烯烃片断中隔离取代基的烯烃发生反馈。关于杂环积蓄二烯烃,含氧和含氮的环状积蓄二烯烃可与BCB发生σ键插入反馈。作家还商量了非对称氮杂环积蓄二烯烃66的生成和拿获。该反馈以1:1的比例生成异构体居品67和69。

这些反馈在常温且顺心的条款下进行,无需外部刺激(如高温、路易斯酸、光、摆脱基激发剂或单电子氧化剂或规复剂),且在莫得显赫理解或二聚的情况下发生。一般而言,BCB环流畅处需要有一个吸电子基团或芳醇取代基才能使反馈高效进行。

图3. BCB养殖物底物适用性

图4. 累计二烯底物适用性

【臆度商量息争脱基表征】

作家对单取代和双取代BCB与1,2-环己二烯(14)的反馈进行了DFT臆度。扫尾暴露,单取代苯甲酰基BCB(21)与1,2-环己二烯的σ键插入反馈具有较低的摆脱能垒(22.6 kcal/mol),主要生成推行中不雅察到的双环[2.1.1]己烷(BCH)居品22。反馈过程中,环丙烷在中间碳(C3')处发生反馈,不异于亲核性烯丙基摆脱基,断裂BCB的C1-C3 σ键变成摆脱基中间体71。随后,摆脱基中间体通过构象变化使两个摆脱基中心皆集,并通过一个着实窝囊垒的过程变成BCH居品22。这一过程标明,反馈的区域遴荐性主要由摆脱基中间体的踏实性决定,而C1上的苯甲酰基取代基通过共振踏实了摆脱基,从而导致了居品的高区域遴荐性。

关于双取代BCB(18)与1,2-环己二烯的反馈,臆度暴露反馈旅途波及C3'-C3键的变成,过渡态TS3a的摆脱能垒为22.5 kcal/mol。反馈的区域遴荐性由C1上的溴苯基取代基更好地踏实了发展中的摆脱基所决定,而C3上的甲氧羰基取代基则相对不利于摆脱基的踏实。这一扫尾进一步说明了取代基对摆脱基中间体踏实性的重要作用。

商量者还通过CASSCF臆度了反馈旅途上总计物种的摆脱基特征。扫尾暴露,反馈物环丙烷14和BCB 21在基态下就具有显赫的摆脱基特征。这种摆脱基特征被合计是反馈无需外部刺激即可发生的重要。进一步的误解/互相作用-活化应变(DIAS)分析标明,由于反馈物的高度应变性质,变成早期过渡态TS1a所需的误解能量十分小(环丙烷为0.3 kcal/mol,BCB为2.3 kcal/mol),而互相作用能量相对较小(-1.3 kcal/mol),因此举座反馈的活化能垒较低(ΔE ‡ = 1.3 kcal/mol)。这一扫尾标明,反馈物的几何误解不仅裁减了反馈的活化能垒,还促进了摆脱基中间体的变成。

此外,作家还分析了反馈物的几何误解对摆脱基特征的影响。通过逐渐引入误解将线性丙二烯禁止为环丙烷的几何结构。扫尾暴露,线性丙二烯自身具有一定的摆脱基特征,而引入金字塔化、曲折和误解后,摆脱基特征显赫加多。尽头是曲折是导致环丙烷摆脱基特征的主要误解风景。这一发现标明,几何误解不仅加多了反馈物的应变能,还显赫增强了其摆脱基特征,从而促进了σ键插入反馈的发生。

图5. 臆度商量及摆脱基分析

转头,这篇著述报说念了一种新的合成行径,通过应变环丙烷和双环[1.1.0]丁烷(BCB)的σ键插入反馈,高效合成具有药物价值的双环[2.1.1]己烷(BCH)骨架。商量发现,反馈物的几何误解赋予了它们摆脱基特征(diradicaloid),使得反馈无需外部刺激即可在室温下高效进行,并施展出高度的区域遴荐性。这一行径为合成芳醇化合物的生物电子等排体提供了新的计谋,也为摆脱基化学的应用开垦了新标的。

起首:高分子科学前沿

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