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   近日,中國科學院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室孙伟团队应邀在美國化學會的Accounts of Chemical Research發表仿生不對稱催化氧化領域評述文章。 

   催化選擇氧化是烴類分子定向轉化的重要反應之一,在石油化工、精細化學品合成領域應用廣泛。發展環境友好、高效的選擇氧化新催化體系受到長期關注。自然界中生物酶可活化氧氣並實現烴類化合物的高效選擇性氧化,如甲烷單加氧酶可在溫和條件下實現甲烷C-H定向氧化。受酶催化反應的啓發,模擬生物酶的活性中心結構,發展小分子金屬配合物催化劑,是實現烴類化合物高效氧化反應的有效途徑。 

  在国家自然科学基金委、中國科學院和兰州化物所羰基合成与选择氧化国家重点实验室的支持下,孙伟团队长期致力于非血红素模型化合物的设计合成与催化氧化的研究工作,十多年来取得了系列重要进展。 

  2009年他們實現了非血紅素手性四氮配體的錳配合物催化烯烴的不對稱環氧化反應,將反應對映選擇性提高到 >80%Org. Lett., 2009, 11, 3622),隨後又實現了鐵催化的烯烴不對稱環氧化反應(Adv. Syn. Catal. 2011, 353, 3014.)。經過長期探索,在烯烴不對稱環氧化反應方面,他們將非血紅素錳、鐵配合物催化劑的催化量可降至萬分之一,而對映選擇性可高達 >99%J. Mol. Chem-A: Chem. 2012, 353-354, 185; J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 936; Org. Lett. 2016, 18, 372-375; Chem. Eur. J. 2012, 18, 6750; Chem. Eur. J. 2012, 18,7332; ChemCatChem 2017, 9, 420-424; 催化學報, 2018, 39, 1463.)。 

  近年來,他們利用相應催化體系實現了烷烴CH鍵的選擇氧化(Org. Lett., 2014, 16, 1108Chem. –Asia. J. 2018, 13, 2458.)和不對稱選擇氧化(ACS Catal. 2018, 8, 2479Org. Lett., 2019, 21, 618.)。他們還對相應反應機理開展研究(ACS Catal. 2018, 8, 4528.),並對一系列所發展新型配體的金屬氧中間體進行譜學表征及反應動力學研究(Dalton Trans. 2016, 45, 10131; Chin. Chem. Lett. 2018, 29, 1869; New J. Chem. 2018, 42, 8315.),爲進一步發展高效催化氧化新體系提供了重要科學依據。 

  鑒于該團隊在非血紅素模型化合物催化不對稱氧化領域的創新性系統研究,《Accounts of Chemical Research》邀請他們總結了該領域的發展,特別是他們團隊在此領域所取得研究進展和對該領域的展望(Acc. Chem. Res. 2019, DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00285)。 

 

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