杂原子有机化合物研究是推动有机化学发展的一个重要切入点,有机化学的许多重大突破都与杂原子有机新试剂的发现有关。本项目以含磷、氮、硼、硅、碘等元素的重要杂原子有机化合物为研究对象,探索新型杂原子有机化合物的合成方法、反应性能及其应用。主要研究内容包括具有重要功能的新型杂原子有机化合物的合成和功能研究;杂原子有机化合物新的成键模式和新的反应性研究;具有重要生理活性的含杂原子的天然产物,特别是复杂生物碱的全合成研究。最终目标是发现新试剂和新反应。通过这些研究,将会进一步促进有机化学学科的发展,增强团队的创新能力,提升我国有机化学的国际影响力。
Heteroatom organic chemistry;catalysts;reagents;synthesis;reactivity
在过去三年里,杂原子有机化学创新群体紧密结合国际杂原子有机化学的发展趋势,针对杂原子有机化学学科的基本科学问题开展研究,在新型杂原子有机化合物的设计与合成研究,杂原子有机化合物的新反应性研究和杂环天然产物的全合成研究等方面取得了重要进展,为我国杂原子有机化学的学科发展做出了贡献,在国际上也产生了重要影响。取得的主要成果有1)我们以手性螺二氢茚为骨架,发展了多种新型手性膦配体和氮配体及相应的手性螺环催化剂,发现这些手性螺环配体和催化剂在不对称氢化、卡宾对杂原子-氢键的不对称插入等反应中表现出优异的催化性能。2)我们发展了制备B-N杂环的新方法,并用该方法首次合成了系列五芳基取代的B-N杂五元环,还发展了通过卡宾对B-H键的插入反应合成有机硼化合物的新方法。3)我们发展了硅烷与有机胺或醇的催化脱氢偶联反应,为胺基硅烷和有机硅醚这两类重要有机硅单体的合成提供了高效绿色的方法。4)我们发展了多种合成吲哚的新方法,解决了吲哚合成中的选择性差的问题,显著提高了合成效率;将多种生物碱的类似物发展成防治植物病毒病的高活性化合物。5)我们发展了多种以膦叶立德为关键中间体的新型环加成反应,为复杂环状化合物的合成提供了有效的方法。6)我们发展了有机高价碘的合成新方法,进而发展了有机高价碘促进的新型酯化、酰胺化、胺化反应等重要有机合成转化。7)我们利用自己发展的新方法学,实现了多种重要杂环天然产物的高效全合成。三年中,群体发表SCI论文177篇,包括Acc. Chem. Res.,ACIE.,JACS.等IF大于10的论文22篇;出版专著11本(章),申请中国发明专利26项,获得专利授权15项。获得天津市自然科学一等奖1项(2013年),中国化学会“手性化学奖”1项(2012年),“青年化学奖”1项(2012年),天津市青年科技奖1项(2013年)。在项目执行期间,群体成员1人入选Fellow of the Royal Society of Chemistry,1人入选教育部“长江学者”特聘教授,1人入选“国家万人计划-青年拔尖人才”,1人入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,1人获得国家基金委“优秀青年科学基金”资助。