Schematiska illustrationer av manganoxid för katalytisk klyvning och funktionalisering av alkoholreaktion. Kredit:He Peipei
En forskargrupp ledd av prof. Dai Wen från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), i samarbete med biträdande professor Zhang Zehui från South-Central University for Nationalities, utvecklade en ny strategi för heterogen katalytisk successiv klyvning och funktionalisering av C-C-bindningar i alkoholer.
Deras resultat publicerades i Chem den 25 mars.
Med tanke på att alkoholer kan vara allmänt tillgängliga från både fossila resurser och naturligt förnybar biomassa, har den oxidativa klyvningen och funktionaliseringen av C–C-bindningar i alkoholer framstått som ett kraftfullt verktyg för omvandling av alkoholer till en mängd olika förädlade kemikalier.
Under de senaste decennierna har vissa homogena katalytiska system faktiskt etablerats väl för klyvning och funktionalisering av alkoholer. Men övertilliten till stökiometriska och miljöovänliga oxidanter, ett stort överskott av en stark bas och/eller hög belastning av ädelmetallkatalysatorer begränsar fortfarande de flesta av dessa reaktionsklasser.
Forskarna utvecklade ett nytt och effektivt protokoll som möjliggör direkt syntes av amider via heterogen manganoxidkatalyserad successiv klyvning och amidering av C-C-bindningar i alkoholer med syre som en miljövänlig oxidant och ammoniak som kvävekälla.
De fann att ett brett spektrum av primära och sekundära alkoholer, 1,2-dioler och till och med β-O-4 och β-1 ligninmodellföreningar kunde genomgå C–C bindningsspjälkning smidigt för att leverera kortare amider med ett eller flera kol. . Dessutom möjliggjorde en liten modifiering av reaktionsbetingelserna spjälkning och cyanering av alkoholer för att komma åt steriskt hindrade nitriler.
Detta protokoll har god funktionell grupptolerans, enkel skalbarhet, kostnadseffektiv och återvinningsbar katalysator, användning av lättillgängliga utgångsmaterial, ett brett substratomfång. Den har tillämpats på det sena stadiet av amidering och cyanering av bioaktiva alkoholer, vilket erbjuder ett effektivt sätt att generera naturliga produktderivat för läkemedelsupptäckt och kemisk biologi.
"Därför kompletterar den här metoden inte bara befintliga protokoll för omvandling av alkoholer utan utökar också den nya tillämpningen av de rikliga fossila resurserna och förnybar biomassa", säger Prof. Dai. + Utforska vidare
