金泽大学 在使用有机催化剂的催化反应中，很难控制自由基反应
我们设计了一种具有新戊基的噻唑鎓型氮杂环卡宾催化剂
发现这种催化剂能有效地控制自由基反应，并能通过自由基传递机理由脂肪醛和脂肪羧酸衍生物生产35种以上的大体积二烷基酮
这种催化剂有望为加速药物发现研究开辟道路
学分:金泽大学 由不含金属元素的有机化合物组成的有机催化剂作为下一代催化剂受到广泛关注，希望减轻环境负担并应对稀有金属的枯竭/价格上涨
然而，有机催化剂很难控制涉及高反应性的单个电子的自由基反应
因此，由有机催化剂介导的反应过程相当有限
这阻碍了通过使用有机催化剂的有机合成的发展和应用
氮杂环卡宾是一种不含金属元素的有机催化剂，其催化反应已被积极研究
氮杂环卡宾作为有机催化剂的研究始于辅酶硫胺素(维生素B1)，一种噻唑盐的生物反应的研究
众所周知，生物反应的烯醇中间体促进单电子转移到电子受体的反应，如脂酰胺、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和Fe4S4，它们在氧化反应中起重要作用
科学家们受到这一生物现象的启发，合成了能够控制自由基反应的氮杂环卡宾催化剂
这些已应用于有机合成
然而，由于可用于这种催化反应的底物数量的限制，只能合成窄范围的有机化合物
这严重限制了其应用，例如在药物研发方面
教授
Ohmiya和他的同事以合理和精确的方式设计了一种氮杂环卡宾催化剂，目的是扩大自由基反应的目标化学物质的范围
该小组最近发现了一种具有新戊基的噻唑鎓型氮杂环卡宾催化剂，并将这种卡宾催化剂用于自由基反应，由脂肪醛和脂肪羧酸衍生物合成二烷基酮
这在以前是一个非常困难的合成
迄今为止，使用常规氮杂环卡宾催化剂的自由基反应只能应用于芳香醛作为催化反应底物
新开发的氮杂环卡宾催化剂是一种适用于芳香醛和脂肪醛的多功能催化剂，大大拓宽了有机催化剂自由基反应的应用
成功的关键是他们发现噻唑鎓型氮杂环卡宾的新戊基在反应过程中是有效的，同时他们的研究充分利用了有机化学和测量技术
发现N-新戊基的庞大不仅能有效促进反应体系中产生的两种不同自由基的偶联反应，而且能抑制不希望的副反应
本发明的催化反应在有机化学合成中具有以下优点:1)由于高活性自由基的参与，大分子可以是反应底物，和2)该方法在广泛的官能团和底物方面是优异的，因为催化反应可以在温和的条件下进行，不需要金属催化剂或氧化还原试剂
因此，现在有可能合成超过35个庞大而复杂的二烷基酮，这在以前是非常困难的
这使得能够由脂族醛和脂族羧酸衍生物合成具有二烷基酮骨架的天然化合物和药物
在这项研究中，研究小组设计了一种新的控制自由基反应的有机催化剂，这大大拓宽了对各种底物的适用性
这项研究有望加速药物的发现，因为它能够合成高附加值的有机化合物，而这在过去是几乎不可能实现的
从学术观点来看，这项研究已经建立了控制自由基反应的有机催化剂的设计准则
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