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国家基金委化学科学部有机化学五项重点项目通过结题验收
2010-04-20  来源:中国聚合物网

    以中国科学院化学研究所王梅祥研究员为负责人、陈传峰研究员在内的项目组,在重点项目“新型大环主体分子体系的超分子化学研究”(批准号:20532030)的资助下,紧紧围绕构筑新型杂原子桥连杯(杂)芳烃和基于三蝶烯单元的大环超分子体系,取得了一系列的创新成果:(1) 建立和完善了“片段偶联法”,高效合成了多种氮原子和氧原子桥连杯[n](杂)芳烃新型大环化合物。通过利用含官能团的芳环原料进行片段偶联,对大环分子中的芳环和桥连位置的化学衍生化反应,进而合成了一系列功能化的杂原子桥连杯(杂)芳烃化合物。尤其利用核磁和X-射线单晶衍射等方法揭示了桥连杂原子、桥连取代基等对杂原子桥连杯芳烃分子构象的影响规律,实现了对新型杂原子环状空腔大小的调控。充分利用杂原子桥连杯(杂)芳烃的构象和空腔特性,实现了不同杂原子桥连杯芳烃对不同的金属离子、卤阴离子、中性分子以及富勒烯的选择性识别;(2) 利用三蝶烯独特刚性的三维结构,设计合成了基于三蝶烯的新型冠醚、杂杯芳烃、类杯芳烃、四内酰胺以及分子笼等几类大环主体分子,揭示了它们的结构与构象特征,并构筑了具有特殊结构的组装体,包括(准)轮烷、假[4]索烃、三元结构以及串联式结构等不同类型的分子组装体,发展了一系列具有结构与功能特色的三蝶烯超分子化学新体系,实现了酸碱、离子调控的不同类型组装体之间的转化过程,揭示了含三蝶烯化合物结构与功能之间的关系。该项目实施期内,在Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Eur. J., Org. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem.等SCI期刊上发表论文43篇;申请国内发明专利1项;在国内外学术会议上做邀请报告19次;1名项目组成员2006年获国家杰出青年基金资助;培 养 博士9人。

    以中国科学院上海有机化学研究所陈庆云研究员为负责人,朱仕正、赵刚和吴永明研究员在内的项目组,在重点项目“有机氟化学中若干前沿领域研究”(批准号:20532040)的资助下,四年来针对有机氟化学前沿领域若干问题进行了深入系统地研究,获得了重要进展。通过调控氟烷基自由基的反应活性、活化碳-氯键或碳-氟键,实现了选择性合成含氟烷基的卟啉化合物,并对它们的催化氧化反应,液晶性能和分子自组装进行了研究;利用三氟甲基化反应,通过金属钯催化交叉-偶联反应以及化学还原方法,成功地合成了半世纪前Woodward提出的20p电子非芳香性卟啉化合物,并测定了其单晶结构;通过研究含氟化合物的晶体结构,发现了碘-氧、溴-氮、氧-氯、溴-氧之间的弱相互作用;发现了二氟卡宾、含氟叠氮、含氟重氮等一些独特的化学反应性;利用廉价的含氟砌块高选择性地进行化学转化,实现了如二氟亚甲基尼古丁等含氟杂环化合物的合成;基于氨基酸设计、合成了系列新的有机催化剂,高立体选择性和区域选择性合成含氟的手性化合物。上述研究成果在J. Am. Chem. Soc., Chem. Eur. J., Org. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem., Adv. Synth. Catal.等SCI期刊上发表论文126篇;获得中国专利授权13项;在国际学术会议上做邀请报告18次;获得2007年上海市自然科学二等奖1项;培 养 博士31人。

    以中国科学院上海有机化学研究所侯雪龙研究员为负责人,大连化学物理研究所周永贵、上海有机化学研究所王正研究员在内的项目组,在重点项目“有机化学反应中的选择性控制”(批准号:20532050)的资助下,四年来围绕影响有机反应选择性的若干重要因素及其规律开展研究,在反应选择性控制的理论和实践方面均取得了重要进展。利用催化剂与底物之间氢键、配体的电子效应变化以及配体苄位取代基的不同等因素在1,3-偶极环加成、Mannich反应、Heck反应中实现了反应的非对映选择性以及对映选择性的调控;在烯醇羧酸酯和b-芳基依康酸酯的不对称催化氢化和Baeyer-Villiger 氧化反应中实现了高对映选择性控制;利用底物活性调节和改变催化剂中心金属原子在芳香化合物和亚胺的不对称催化氢化中实现了高对映选择性控制;通过配体、底物的改变实现了钯催化下酰胺、开链酮等“硬”亲核试剂的烯丙基取代、环丙烷化反应及动力学拆分,并实现了这些反应的高区域选择性、非对映选择性以及对映选择性控制。机理研究对氢键、配体电子效应、配体苄位取代基与选择性的关系、作用方式和途径提出了合理解释。该项目实施期内,发表SCI论文55篇,其中包括 Acc. Chem. Res. 1篇,J. Am. Chem. Soc. 9篇,Angew. Chem. Int. Ed. 8篇;论文被他人引用461次;申请专利9项,授权专利1项;在国内外学术会议上做大会报告和邀请报告19次;培 养 博士生11名,硕士生2名,其中一人获得中科院院长奖学金优秀奖。项目组另有一成员获“上海市领军人才”称号。

    专家组一致认为这些研究成果在各自领域,如有机合成方法学、有机氟化学、有机超分子化学和糖肽化学等,已走在世界的前沿,产生了重要的国际影响力。5项重点项目均顺利通过结题验收,综合评价均为优秀。

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