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平均年龄27岁 东华课题组在可见光催化领域取得

浏览次数: 日期:2019-03-21 12:27

  中新网上海新闻3月5日电(刘蕾张妮)有机合成与民众生活息息相关,催化剂有着“四两拨千斤”的功效,发展温和、高效、高选择性的催化合成方法一直是化学家关注的重要课题。

  近期,一支平均年龄不到27岁的东华团队在可见光催化领域取得重要研究进展。东华大学先进低维材料中心特聘研究员储玲玲课题组在可见光催化领域再次取得新进展,相关研究成果以《可见光催化烯烃支端选择性吡啶化反应——一种曲普利啶的合成新方法》为题,在国际知名学术期刊《自然?通讯》(NatureCommunications)上在线发表。课题组青年研究员朱圣卿博士为第一作者,研究生秦健为第二作者,储玲玲教授为通讯作者,东华大学为唯一通讯单位。

  吡啶环是一类在天然产物、药物、聚合物中普遍存在的重要结构单元,目前市场上销售药物中超过100多种药物均含有该结构单元。烯基吡啶还是有机合成,特别是药物合成的重要中间体之一,因此发展高效、高选择性的烯基吡啶的催化合成方法一直是化学家关注的重要课题。金属钯催化的烯烃和芳基卤代物的交叉偶联反应,即Heck反应,是合成芳基取代烯烃的一种非常高效的方法,已在有机合成、材料化学等领域得到了重要的应用。然而,由于吡啶环上的氮原子与金属钯可能存在配位作用,利用过渡金属催化的偶联反应来构建烯基吡啶类化合物的方法目前鲜有报道。另外一方面,Heck反应一般都是得到末端取代的反式烯烃,如何控制Heck反应的区域选择性,高选择性得到支端取代烯烃仍存在很大的挑战。因此,如何实现高效、高支端选择性的烯烃和吡啶Heck反应是亟需解决的难题。

  课题组长期关注利用清洁能源,如可见光等,解决有机化学领域的挑战性难题,致力于发展高效的催化体系,实现大宗石油化工原料烯烃等的选择性转化。课题组之前发展了系列可见光催化的烯烃的选择性官能团化反应,在此系列工作基础上,课题组对吡啶参与的Heck反应难题发起了挑战。为了实现支端选择性,课题组巧妙地向普通的砜基基团借力,利用砜基可以在催化剂调控下实现自由基与负离子的转化特性,实现了可见光与亚磺酸钠盐协同催化的烯烃支链吡啶化反应。该反应通过激发态的光催化剂氧化亚磺酸钠盐产生砜基自由基与烯烃加成,得到的烷基自由基与氰基吡啶发生偶联,进一步在碱作用下脱砜基负离子实现其催化循环,得到单一支端选择性的烯基吡啶化产物,反应条件温和,具有优秀的官能团兼容性和底物适用性。值得指出的是,利用该方法,可以将简单易得的原料两步快速合成畅销抗过敏药物曲普利定和非尼拉敏等,为烯烃的选择性转化和吡啶类药物的合成提供新的思路和方法。

  论文第一作者,青年研究员朱圣卿2017年11月博士毕业后加入低维中心,其在谈及课题组进展心得时表示,“低维中心及课题组努力构建的国际前沿科研运行模式让我们这些年轻人受益匪浅”。

  在先进低维材料中心主任兼首席科学家程正迪院士的带领下,中心学者一直践行“做科学研究的领路人而不是跟随者”。课题组负责人储玲玲作为先进低维材料中心首位特聘研究员,高效地开展研究工作,因地制宜地选定国际前沿的研究课题,推行国际前沿的实验方法,包括研究生培养模式。课题组专注于氟化学和金属催化领域的热点研究,组里研究生会细致阅读和深入研讨大量最新文献,并采用创新且高效的实验方法大胆尝试与实践。

  截至2019年2月,这支才组建两年半,平均年龄不到27岁的年轻课题组已在《自然·通讯》、《化学科学》等国际期刊上刊发论文10篇。课题组另一篇《自然·通讯》论文第一作者,2017级博士生郭磊表示,“储老师是我们的良师益友”,不仅注重言传身教,在实验室手把手教大家做实验,还特别注重建设“博士+硕士”互帮互助的科研模式。如今,课题组“你追我赶”的良性竞争氛围已基本形成,同学们更在跟随老师“泡”实验室的过程中感受到自身的快速成长。(完)