地区：上海市 宝山区
关键词：北京大学等
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004514
成果描述：
| 该项目属于有机合成化学、金属有机化学、和有机合成药物化学研究领域。氧化反应是合成化学中的重要组成部分，广泛地应用于医药、农药等精细化工产品的生产。尽管氧气被认为是最洁净、最理想的氧化剂，但是，由于氧气氧化能力弱，反应活性低，通常需要利用高能量的紫外光激发，导致氧气参与的氧化反应（oxidation)类型比较单一。另一方面，如何模拟生物体系的氧化酶催化，温和条件下高效实现将氧气中的氧原子固定到有机分子中的氧合反应（oxygenation)仍然是一个研究较少，并且非常具有挑战性的研究领域。该项目聚焦于绿色氧气氧化，充分利用氧气的双自由基分子特性，通过自由基反应等过程，发展氧气参与的基于简单化合物为原料的绿色氧化反应和氧合反应，突破了氧气氧化和活化的瓶颈，在绿色氧化领域取得了重要的、开拓性的进展，有效地、系统地推动了氧气氧化、氧合反应新反应发现、机制研究、以及氧气在合成中的应用等研究的发展：突破了氧气氧合反应领域的瓶颈，实现了温和条件下氧原子的绿色、高效引入，揭示了一种新颖的氧气活化催化体系，对氧气利用研究提供了新思维，被西班牙著名化学家Costas教授评价为“将极有可能成为有机合成中氧气活化反应的灵感源”（ChemCatChem2012, 175，见代表性引文一)。并为酰胺、醇、醛、酮、噁唑等含氧化合物的绿色高效合成提供了新途径。利用氧气的氧化能力在酸性条件下升高的特点，率先实现了酸性条件下氧气氧化钯催化的C-H活化，证明了氧气可以在惰性键活化反应中直接氧化二价钯的催化再生，并以此为基础建立了一系列新颖的以绿色、廉价的氧气为洁净氧化剂的脱氢环化和氧化偶联体系，大大促进了氧气氧化C-H/C-C键直接官能团化的可持续发展。所总结出并发展的直接脱氢环化DDA ( Direct Dehydronative Anulation)反应，从简单化合物出发，为绿色、经济、高效合成吲哚、咔唑、咔啉等含氮杂环化合物提供了简洁、高效途径。进一步实现了可见光参与的氧气氧合反应、氧气氧化C-C键官能团化、以及有机小分子催化的氧气氧化不对称偶联反应的突破，为拓展氧气氧化的反应类型提供科学依据和实验基础。同时，利用所发现的氧气绿色氧化及氧合新方法实现了一些药物及活性中间体的廉价、高效、绿色合成及多样性化合物库的绿色、高效构建，具有重要的合成应用价值。该团队九年来围绕简洁高效的氧化反应研究，系统发表SCI论文96篇，获发明专利7项。该项目绿色氧化、氧合反应的8篇代表性论文累积被他引1002次，单篇最高他引184次，20篇主要论文被他引1479次，研究成果多次被Angew Chem和Synfact等评述。该项目负责人曾受邀在国际著名的Gordon Conference (戈登会议）以及第12届国际氧气活化及均相氧化（ADHOC）会议上做大会报告，并作为共同主席组织了两次关于“绿色、可持续合成”的国际会议，2013年获得国家杰出青年科学基金资助，2015年入选英国皇家化学会会士(FRSC)。 |
