[00125280]苯系煤化工产品的精准合成开发研究

2010年,Heck、Negishi和Suzuki三人由于在钯催化的交叉偶联反应领域的杰出贡献获得了诺贝尔化学奖。在过去几十年里,钯被证明是合成C-C键的最有效的金属之一,钯催化的交叉偶联反应被大量地应用于制药、生物、化工领域。当前,随着金属催化化学的发展,均相钯催化的C-H键功能化反应已经成为了最有前途的有机催化反应之一,每年都有大量的新反应被报道。C-H键功能化反应直接以惰性烃类为反应底物,改变了传统交叉偶联反应需要预功能化底物的缺点,具有原子经济、步骤经济、精准合成等优点。但是由于均相催化反应的特性,催化剂具有很难从反应液中分离、不能循环使用、需要昂贵的配体等缺点,而这恰恰制约了大多数均相钯催化有机液相反应的大规模生产应用。钯是一种贵金属稀缺资源,所以从绿色化学和工业化的角度看,寻找这些优良均相钯催化剂的替代品是当前有机液相催化反应领域面临的重要挑战。 响应国家及内蒙古自治区发展新型绿色、环保煤化工的需求,针对自治区煤化工行业利用地方资源不足、制备能耗高、制备方法不足等重大问题,研究团队在苯系煤化工产品的C-H、C-O键功能化反应领域开展了多年的开发与应用研究,为解决苯系惰性有机分子高效活化、绿色钯催化有机液相反应等关键科学问题奠定了基础。我们选用从煤焦油中提取的甲苯类、苯类、酚类及其衍生物芳基酯、芳硼酸、芳胺、碘苯类作为反应底物,首次报道了多个新型均相/非均相钯催化的C-H、C-O键功能化反应,精准合成开发了多种高端精细化工产品。研究团队在非均相纳米钯催化的C-H键、C-O键活化反应方向的研究长期处于世界领先地位,在Green Chem., Chinese Chem. Lett., Org. Chem, Front., Chem. Commun., J. Org. Chem., J. Phys. Chem. C等化学TOP期刊上发表了多篇学术论文,授权国家发明专利2项。此项研究对深入认识C-H、C-O键功能化、化学键选择性断裂与重组机制、惰性有机分子催化转化机理从而实现功能分子的高效构建具有深刻的理论意义,是钯催化C-H、C-O功能化反应走向绿色、走向工业化的必经之路。