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化工学院张金副教授在有机合成化学与金属有机化学领域取得系列研究进展

2023-12-12 09:30 文、图/化工学院 点击:[]

不过近期,全体师生电学与化工行业职业技术学院张金副讲解在设计合并电学、金屬制设计电学这个科技领域行业赢得产品实验进展情况,在电学这个科技领域行业全球殿堂级期刊开题报告ACS Catalysis、Communications Chemistry、Organic Letters、Chemical Communications、Organometallics等文章发表好几篇学术界开题报告,为惰性电学键产甲烷、氮杂环卡宾金屬制搞好团结物发展等这个科技领域行业作为了原理原则与操作实验,位置实验重大成就如下所述:

【成果1】钌催化多氟芳烃的碳-氟键芳基化反应

含氟氧化物以自身的多样的检查是否质地使其在医疗机械、农约和职能资料方面有着非常广泛的软件。源于可挥发生成所寻求的简单明了性和有效性,针对于金融业多见的含氟分子结构立即碳氟键官能化发应一种有未来趋势的方式。但仍然碳氟键的离解能很高(126 kcal/mol),因碳氟键的采用性活性一个极大的挑战自我。张金副客座传授与安徽社会大学考研时方冉客座传授、美利坚共和国罗格斯大学考研时Qun Zhao、Michal Szostak客座传授加盟有关报道好几回种钌(0)促使的亚胺主导性的多氟芳烃邻位碳氟键芳基化方式,这样的的的方式具备有顺畅的官能团受性。经过调节管控钌(0)促使剂与配体搭档可不可以成功的英文达到碳-氢/碳-氟键采用性电容并联活性生成一编不会轴对称的多氟联芳基氧化物。有机物软件衍生物科学试验反映了该的的方式在中药检查是否、职能资料和电检查是否促使的理论研究方面中产生着极大软件有潜力。DFT计算出来反映了C-F键活性布骤归属于决速步和碳氟键与碳氢键活性能上的性别差异。的理论研究小作文刊发全国促使方面著名论文期刊ACS Catalysis(IF:13.700)上。

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Zhang Jin*; Liu Jiale; Wang Xiaogang; Yang Xinkan; Ma Yangmin; Fang Ran*; Zhao Qun*; Szostak Michal*,Ruthenium-Catalyzed C–F Bond Arylation of Polyfluoroarenes: Polyfluorinated Biaryls by Integrated C–F/C–H Functionalization,ACS Catalysis,2022, 12(22), 14337-14346.

【成果2】噻唑型氮杂环卡宾金属铜配合物的设计合成、硼氢化反应中的应用与机理研究

高反应活性的有机硼化合物是有机合成中最重要的片段之一,碳-硼键的构建因此被众多化学研究者所关注。而铜催化各种π共轭体系(包括烯烃、炔烃、二烯烃、杂环化合物、醛、酮、亚胺、环氧化合物等)的官能化成为构建碳-硼键的一种强有力的手段。氮杂环卡宾(NHC)-铜配合物催化的炔烃硼氢化反应是构建有机硼化合物的主要方法之一,其中,咪唑型氮杂环卡宾配体是应用最为广泛的氮杂环卡宾配体,但受限于氮原子上需为对称性取代基和高度杂原子的稳定性。为进一步拓展氮杂环卡宾铜配合物在硼氢化反应中的催化潜力,因此,开发新型的氮杂环卡宾铜催化体系十分必要。张金副教授与化工学院方冉教授和罗格斯大学Szostak教授合作,开发了一系列结构新颖的“半伞形”的噻唑型氮杂环卡宾铜配合物催化剂。该类催化剂在炔烃的硼氢化反应中表现出了良好的催化活性和区域选择性,以较高的产率获得单一的β-烯基硼酸酯类化合物。这一研究为氮杂环卡宾金属催化剂的发展提供了新的思路。研究论文发表国际催化领域顶级期刊ACS Catalysis(IF:13.700)上。

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Zhang Jin*; Li Xue; Li Tao; Zhang Gaopeng; Wan Kerou; Ma Yangmin; Fang Ran*; Szostak Roman; Szostak Michal*,Copper(I)–Thiazol-2-ylidenes: Highly Reactive N-Heterocyclic Carbenes for Hydroboration of Terminaland Internal Alkynes. Ligand Development, Synthetic Utility and Mechanistic Studies,ACS Catalysis,2022, 12, 15323-15333.

【成果3】噻唑型氮杂环卡宾金属银配合物的设计合成、环化反应中的应用与机理研究

在过往的20年终,氮杂环卡宾已经是为作为衔接彩石促使前沿技术配体研发管理的有一个常见方问。不弱的σ-给光电用处与可调的三维空间位阻生态环境,使氮杂环卡宾配体是碳-碳键和碳杂键镶嵌中app最最范围广的配体中之一。张金副讲师与化学工业技术学院方冉讲师和罗格斯专科大学Szostak讲师联合,開發一堆产品架构创意的“半伞形”的噻唑型氮杂环卡宾银配合默契物,并将其app于N-炔丙基酰胺的环化反應中,并利用容重泛函基本原理数据分析了噻唑型氮杂环卡宾的高涌入团伙正轨和最小未占团伙正轨的能源,时论述了反應有机会的不可逆性。该文献综述发布在Nature的中文核心期刊Communications Chemistry(IF:7.211)上。

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Zhang Jin*; Li Tao; Li Xiangyang; Lv Anqi; Li Xue; Wang Zheng; Wang Ruihong; Ma Yangmin; Fang Ran*; Szostak Roman; Szostak Michal*,Thiazol-2-ylidenes as N-Heterocyclic Carbene Ligands with Enhanced Electrophilicity for Transition Metal Catalysis,Communications Chemistry,2022,5(1),60.

【成果4】适用于偶联反应的高效氮杂环卡宾钯催化剂的设计合成与反应研究

钯促使的交叉式的情况偶联展示在无机转化成生物学中霸占重要要认知度,并由此赢得2015年的诺贝尔生物学奖。也许,膦配体其为出众的的富電子因素在偶联展示中便用很广,可氮杂环卡宾配集中体现不谏为配体搭建的一款 主要的方向盘。张金副先生与罗格斯大学生Szostak先生的合作搭建新一类结构的精准监测的、在实验室气体中平稳的苊并咪唑型氮杂环卡宾钯互相配合物二聚体,并将其技术应用于Suzuki交叉式的情况偶联展示中,该促使剂展示出优秀的促使渗透性,展示不但不是需要惰性实验室气体保护区,然而对便用常规检查促使采集体系展示较低的多氯芳烃也兼备优秀的促使渗透性。该论文提纲刊登于很自然平均值杂志期刊Chemical Communications(IF:6.065)上.

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Zhang Jin*; Li Tao; Li Xue; Zhang Gaopeng; Fang Shuai; Yan Wenxuan; Li Xiangyang; Yang Xiufang; Ma Yangmin; Szostak Michal*,AnAir-Stable, Well-Defined Palladium–BIAN–NHC Chloro Dimer: Fast-Activating, Highly Efficient Catalyst for Cross-Coupling,Chemical Communications,2022, 58(53), 7404-7407.

【成果5】具有双重电子效应的非经典氮杂环卡宾在催化中的应用

氮杂环卡宾(N-heterocyclic carbenes, NHCs)因其独特的空间效应和电子效应,是配位化学和金属催化中一类重要的配体,对活化金属中心起着至关重要的作用。尤其是非经典的氮杂环卡宾由于其更强的给电子能力引起了广泛的关注。然而,由于对非经典氮杂环卡宾的空间效应的调控存在着诸多局限性,因此对非经典氮杂环卡宾催化活性的研究一直充满了挑战。张金副教授、与化工学院方冉教授、罗格斯大学Szostak教授合作,以稳定易得的吲唑骨架为基本结构单元,通过空间位阻的控制,合成了与传统咪唑型氮杂环卡宾配体相比具有更强σ-供给电子能力和π-接受电子能力的吲唑啉型氮杂环卡宾配体。空间效应改善了金属中心的催化活性,从而在氢胺化与氢肼化反应中表现出优秀的催化性能,并通过计算化学的方法推测了反应机理。目前该成果发表于金属有机化学领域旗舰期刊Organometallics(IF:3.837),并被选为当期封面文章(Outside Front Cover)。

【文章链接】

Zhang Jin*; Wang Yue; Zhang Yuting; Liu Ting; Fang Shuai; Wang Ruihong; Ma Yangmin; Fang Ran*; Szostak Roman;Szostak Michal*,Application of Indazolin-3-ylidenes in Catalysis: Steric Tuning of Nonclassical Formally Normal N-Heterocyclic Carbenes with Dual Electronic Character for Catalysis,Organometallics,2022,41(9),1115-1124.

【成果6】机械力促进下酰氯经选择性碳-氯键断裂的Suzuki-Miyaura偶联反应

Suzuki-Miyaura反应因其优异的化学选择性、良好的官能团耐受性和钯催化的交叉偶联所固有的原子经济性等优势,在药物化学、有机合成化学和高分子化学等领域有着广泛的应用。但是该反应大多数情况下需要在溶剂中进行,据报道,仅在制药行业,溶剂就占到非水相废弃物的85%以上。机械化学合成(mechanochemicalsynthesis)作为一种新兴的合成手段,可将机械能精准转化为化学能,在无需使用溶剂的同时,可大大提高反应效率,现已在合成化学的各个领域引起了广泛关注。张金副教授与美国罗格斯大学Szostak教授合作,利用机械化学合成的方法实现了以芳基酰氯作为酰基化试剂的Suzuki-Miyaura偶联反应。该反应完全在固态下进行,避免了有机溶剂的使用,反应时间短,官能团耐受性和选择性高。此方法还成功应用于抗微管蛋白剂naphthylphenstatin的合成。该研究成果发表于自然指数期刊OrganicLetters(IF:6.072)上。

【文章链接】

Zhang Jin*, Zhang Pei, Ma Yangmin, Szostak Michal*, Mechanochemical Synthesis of Ketones via Chemoselective Suzuki-Miyaura Cross-Coupling of Acyl Chlorides,Organic Letters,2022, 24(12), 2338-2343.

(核稿:黄文欢 编写:刘倩)

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