新型单原子钯催化剂的制备及在sp2 C-H活化反应中的应用
批准号:
21871071
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
章鹏飞
依托单位:
学科分类:
催化合成反应
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李万梅、徐骏、杜奎、曹先婷、乔丽、沈佳斌、柴科杰
中文摘要
单原子催化因其催化的高效性及兼具均相和非均相催化特性而成为催化研究领域的前沿方向之一,在甲烷、二氧化碳等小分子的惰性键活化转化中表现出优越的催化性能,有望拓展应用于芳烃碳氢活化、C-杂键的构建,成为芳烃高效催化转化的新策略,而目前尚未有文献报导。本项目拟以芳烃Csp2活化为重点,围绕“单原子催化剂表界面局域原子与高效定向Csp2活化区域之间的作用规律”这一科学问题,深入开展石墨烯负载单原子钯催化剂的设计、制备与高选择性碳氢键活化及催化机理研究:1.以催化剂的精准设计与构建为关键控制点,探讨光化学制备负载均匀、载量较大和分布可控的单原子钯催化剂的方法;2.以苯基间位碳氢高选择性活化为研究对象,开展底物分子在单原子钯催化剂表面作用机制和调控规律的研究;3. 将形成的成键规律用于指导具有高生物活性的嘌呤类化合物的高效制备,为基于C-H键活化的定向合成新型嘌呤类化合物提供新型高效催化方法。
英文摘要
Single atom catalysis has become one of the frontiers in the field of catalytic research because of its catalytic performance and both homogeneous and heterogeneous catalytic properties. The inert bond activation conversion of small molecules, such as methane and carbon dioxide, shows excellent catalytic performance. It is expected to be applied to the construction of C-heterogeneity bonds of aromatics activated by hydrocarbon, and become a new strategy for the efficient catalytic conversion of aromatics. However, there has not been any relevant report. This project is intended to focus on the activation of Csp2 at the aromatic site. The design of graphene supported monoatomic palladium catalyst was carried out, focusing on the scientific problem of "the interaction between the local atoms at the surface of the monatomic catalyst and the high efficiency oriented Csp2 activation region". Study on preparation and highly selective hydrocarbon bond activation and catalytic mechanism. 1. Taking the precise design and construction of catalyst as the key control point, the method of preparing monoatomic palladium catalyst with uniform loading, large load and controllable distribution was discussed. 2. The mechanism and regulation of substrate molecules acting on the surface of monoatomic palladium catalyst were studied. 3. The bond formation rule is used to guide the efficient preparation of purine compounds with high biological activity, and to provide a new efficient catalytic strategy for the directional synthesis of new purine compounds based on C-H bond activation.
底物适用性广,催化活性高,结构稳定的单原子金属催化剂是高效非均相催化反应的关键。本课题针对嘌呤衍生物合成过程中存在成键反应难以实现和活化位点难以控制等问题,以芳香环上C(sp2)-H活化反应为研究对象,开展了系列均相催化有机反应,研究各种因素,如温度、溶剂、反应时间和添加剂对偶联反应活性及选择性的影响,将其应用于具有生物活性含氮杂环的高效合成及修饰,探讨了相关机理和成键规律,以寻求高选择性C(sp2)-H活化转化为其他碳杂键的最佳催化体系。针对单原子催化剂在非均相反应中存在催化活性低、稳定性差、易发生团聚和回收难等问题,开展了非均相催化反应结合计算化学研究了相关催化剂的回收和循环问题。为更好的研究催化剂固体表界面特性与环境和外场的相互作用机制等问题,设计以光条件下催化剂固体表界面特性为研究对象,开展了系列测试及表征,研究催化剂与底物的配位及构效关系。结合上述实验规律及结论,设计了系列单原子钯催化剂并将其应用于催化合成中。
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Constructing a triangular metallacycle with salen-Al and its application to a catalytic cyanosilylation reaction
Salen-Al构建三角金属环及其在催化氰基甲硅烷基化反应中的应用
DOI:
10.1039/d1cc04577f
发表时间:
2021
期刊:
Chemical Communications
影响因子:
4.9
作者:
[Jun Xu, Yueyue Zhang, Jinjin Zhang, Yang Li, Bo Li, Huayu Qiu, Peng-Fei Zhang, Shouchun Yin]
通讯作者:
Shouchun Yin
DOI:
10.1039/c8ob02942c
发表时间:
2019-01
期刊:
Organic & biomolecular chemistry
影响因子:
3.2
作者:
[Jiabin Shen;Jun Xu;H. Cai;Chao Shen;Pengfei Zhang]
通讯作者:
Jiabin Shen;Jun Xu;H. Cai;Chao Shen;Pengfei Zhang
DOI:
10.1039/d0ob00881h
发表时间:
2020-05
期刊:
Organic & biomolecular chemistry
影响因子:
3.2
作者:
[Huiyong Yang;Jun Xu;Yilan Zhang;Lei He;Pengfei Zhang;Wanmei Li]
通讯作者:
Huiyong Yang;Jun Xu;Yilan Zhang;Lei He;Pengfei Zhang;Wanmei Li
Synthesis of (E)-Quinoxalinone Oximes through a Multicomponent Reaction under Mild Conditions
温和条件下多组分反应合成(E)-喹喔啉酮肟
DOI:
10.1021/acs.orglett.0c03918
发表时间:
2021-01-01
期刊:
ORGANIC LETTERS
影响因子:
5.2
作者:
[Xu, Jun, Yang, Huiyong, Zhang, Pengfei]
通讯作者:
Zhang, Pengfei
Multicomponent Bifunctionalization of Methyl Ketones Enabled by Heterogeneous Catalysis and Solar Photocatalysis in Water
多相催化和太阳能光催化在水中实现甲基酮的多组分双功能化
DOI:
10.1021/acssuschemeng.1c05237
发表时间:
2021-09
期刊:
ACS Sustainable Chemistry & Engineering
影响因子:
--
作者:
[Jun Xu, Lei He, Chenfeng Liang, Xiaoguang Yue, Yani Ouyang, Pengfei Zhang]
通讯作者:
Pengfei Zhang
共 26 条
可控光催化不对称烷基化机理研究及在MAP合成中的应用
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批准号:22478090
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:章鹏飞
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依托单位:
可控催化的氟烷基化机制及在伏西瑞韦合成中的应用
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:60万元
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批准年份:2021
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负责人:章鹏飞
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依托单位:
具有抗肿瘤活性的糖基喹唑啉类分子的设计、合成及荧光性能的研究
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批准号:21376058
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2013
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负责人:章鹏飞
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依托单位:
糖分子内P、N手性配体的设计、制备及在不对称合成中的应用
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批准号:21076052
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2010
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负责人:章鹏飞
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依托单位:
D-(+)-葡萄糖诱导的若干不对称合成反应的研究及其在“Pril”类药物合成中的应用
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批准号:20376016
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2003
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负责人:章鹏飞
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依托单位:
国内基金
海外基金