《有機催化可見光敏化分子氧的不對稱氧化反應研究》是依託大連理工大學，由孟慶偉擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：有機催化可見光敏化分子氧的不對稱氧化反應研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孟慶偉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機催化的不對稱氧化反應是直接構建手性羥基化合物的重要反應之一，在不對稱有機催化領域有著重要位置。目前只有少數氧化劑可用於該反應，受到氧化劑類型的限制，有機不對稱氧化反應還存在反應難以控制、反應時間長、溫度低等問題，因此急需開發新型氧化體系，實現條件溫和、低能耗、原子經濟性的綠色有機不對稱氧化過程。 可見光光敏氧化是以易得、綠色、廉價可見光為源，激活分子氧作為氧化劑進行氧化。本項目創新性的將可見光光敏氧化方法套用到有機催化的不對稱氧化體系中，以β-酮酸酯類化合物的不對稱α-羥基化為模型反應，探索催化劑結構、光敏劑結構、底物結構以及溶劑效應對反應活性和對映選擇性的關係，明確分子氧的活化形式與轉化途徑，擴展底物適用類型，揭示光敏化氧化體系與有機不對稱催化體系之間的相互作用規律，實現兩個反應體系的協同作用，為套用分子氧和可見光的綠色原子經濟性的不對稱光敏化氧化反應奠定理論基礎。
結題摘要
可見光和氧氣都是自然界中含量豐富、綠色、無污染、廉價、可再生的資源，研究高效、高選擇性的實現可見光敏化空氣中分子氧的不對稱氧化反應具有極高的原子經濟性、理論意義和套用價值。 圍繞有機催化可見光敏化分子氧的不對稱氧化反應這一核心內容。建立在可見光碟機動下，光敏化分子氧氧化β-酮酸酯不對稱α-羥基化作為“模型反應”。 （1）金雞納鹼骨架催化劑的過氧化物氧化研究。利用過氧化氫異丙苯和雙氧水為不同氧化劑可以控制α-羥基化產物的構型，最高獲得S構型99%收率和98%ee值，R構型96%收率和87%ee值。 （2）金雞納鹼骨架催化劑的光催化氧化研究。在可見光碟機動下，最高獲得98%收率和90%ee值。在光催化微通道反應器中停留時間3min，獲得99%轉化率和87%ee值。 （3）光活性雙功能有機催化劑的設計。創新性的將光敏基團與有機催化劑結合，設計具有光活性的雙功能有機催化劑。最高獲得97%收率和86%ee值。 （4）胍類骨架催化劑的光催化氧化研究。創新性發現胍類具有可見光催化氧化活性，實現α,β-不飽和酮的環氧化，最高獲得94%收率。在光催化微通道反應器中停留時間縮短90%，收率91%。 （5）有機二硫小分子的光控選擇性反應的研究。開發一種使用二硫化物作為光敏“開關”實現β-二羰基化合物選擇性的α位C-H鍵官能化反應的方法。 （6）Salan骨架催化劑的光催化氧化研究。利用Salan-Cu(II)絡合物催化劑，在可見光碟機動下，最高獲得95%收率和96%ee值。利用Salan-Zr(IV)絡合物催化劑和過氧化氫異丙苯為氧化劑，最高獲得99%收率和98%ee值。 揭示了有機催化的不對稱光敏氧化反應機制，為可見光和分子氧的不對稱光敏化氧化反應和工業套用奠定理論基礎。 本研究按期完成項目計畫、研究內容，完成了預期研究成果。發表SCI論文10篇、其中7篇IF＞4，EI論文2篇，國際會議論文3篇，國內會議論文7篇，申請國家發明專利10項。從事相關研究畢業博士1名、碩士2名，在讀博士4名、碩士2名。相關工作獲得同領域學者高度讚揚（“first”，“single”），相關文章合計被引用48次。總之，該項目達到了原計畫書中的各項指標。
