路易斯碱调控、可见光催化高效构建有机硼化物及其应用研究
批准号:
22078370
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
阳华
依托单位:
学科分类:
精细化工与专用化学品
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
阳华
中文摘要
可见光氧化还原催化具有独特的反应性及条件温和的特点,如何利用可见光催化实现具有多功能有机硼化物的合成是有机化工研究中非常重要的前沿领域。现有的硼源存在易水解、稳定性差、制备过程复杂等不足,严重阻碍了可见光催化硼化技术的发展。本项目利用经济、易得、稳定的吡啶类路易斯碱硼烷加合物作为可见光催化硼源,设计合成系列新型吡啶及含氮杂环类路易斯碱硼烷加合物,通过系统结构调整实现大范围调控其可见光催化特性,大幅拓展反应性匹配的反应原料范围;设计在路易斯碱骨架上引入各类联接片段,通过将反应物“锚定”在路易斯碱上的策略,实现高效区域和立体选择性硼化;通过共聚或点击化学将路易斯碱固载于高分子材料上,开发高效“一锅法”连续反应硼化技术及其基于可见光催化的连续反应绿色化工过程。项目的完成将丰富可见光催化的设计策略和有机硼化物的合成途径,为含硼精细化学品的绿色合成提供新的解决方案。
英文摘要
Visible-light photoredox catalysis features characteristic reactivities and mild reaction conditions. How to prepare versatile organoboron compounds through visible-light photocatalysis is the edge-cutting frontier in organic chemical engineering. The issues for the current boron sources,including susceptibility for hydrolysis, instability, and complexity for preparation, which would severely stumble the advances of visible-light photocatalytic borylation. In this proposal, pyridine-based Lewis base borane adducts serve as inexpensive, readily available, stable boron sources in the visible-light photocatalysis. A series of novel Lewis base borane adducts derived from pyridine as well as other heterocycles are to be designed and prepared, whose photocatalytic capability would be systematically studied by modulating their structures to significantly expand their reaction scope via their matchup reactivities. The challenging regioselective and stereoselective borylation would be achieved by anchoring starting material onto adducts, where a linker is preinstalled to the Lewis base skeleton. The Lewis base can be immobilized on polymers through copolymerization or click chemistry to exploit efficient “one-pot” continuous borylation technique and continuous green process of chemical engineering. The completion of this proposal would enrich the design strategy of visible-light photocatalysis and synthetic routes for organoboron compounds and offer new solution and strategy for the green preparation of boron-containing fine chemicals.
本项目围绕可见光催化反应特性,重点在新型光催化反应过程的设计上实现突破;基于路易斯碱硼烷加合物在可见光氧化还原催化体系中的行为特性,从深度和广度多元化探究了光催化体系的内在规律性,在可见光促进条件下开发了系列新颖、高效及高立体控制的光催化及其协同催化反应过程,取得了令人满意的研究成果;本项目的完成有助于进一步揭示杂原子小分子前体在光催化反应体系中的内在规律性和匹配性,为可见光催化反应体系在有机化工领域中的应用奠定了基础。主要研究成果包括以下几个方面:.1).基于路易斯碱硼烷加合物在可见光氧化还原催化体系中的特性,实现了温和条件下多结构特征硼化合物的高效构建;基于建立的路易斯碱硼烷加合物光催化平台,设计开发了新型自由基前体试剂,涵盖新型双官能团化试剂、新型酰胺化试剂以及常规大宗试剂如氯仿、N,N,N',N'-四甲基乙二胺的“老试剂新用途”开发,在光诱导或光催化条件下,快速产生高活性自由基中间体,并通过自由基反应途径实现了系列高附加值小分子化合物库的构建;.2).设计实现了无金属/光催化剂参与的绿色合成化学路线,为含硼化合物、多环杂环骨架、含氟化合物的构建开发了新合成策略;.3).基于新颖可见光催化-膦自由基正离子协同反应体系,实现了对活性官能团高效、快速、精准切断以形成高反应活性自由基中间体,以实现多样的高选择性官能化过程;.4).基于可见光催化与镍催化或可见光诱导钯催化协同催化体系,实现了多种无法以单一催化体系获取的转化过程;.5).基于开发的有机催化/光催化环化过程,开展了电催化、连续流等新型反应方式的研究,对于多元环体系的构建提供了新研究思路。
基于PRE效应能量转移可见光催化烯烃双官能化研究及应用
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批准号:22378432
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:阳华
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依托单位:
可见光氧化还原-有机协同催化串联成环反应体系研究
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批准号:21776318
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2017
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负责人:阳华
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依托单位:
2-吲哚酮导向、模块式构建有机催化体系以及在手性合成螺环氧化吲哚中的应用
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批准号:21576296
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2015
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负责人:阳华
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依托单位:
有机催化在立体选择性构建全碳季碳手性中心及天然产物全合成中的应用研究
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批准号:21376270
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项目类别:面上项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2013
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负责人:阳华
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依托单位:
国内基金
海外基金