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一、提名意見: 

我校包明研究團隊，一直以來致力于有機分子的高效催化轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)研究，尤其在芳香化合物催化轉(zhuǎn)化方面，提出形成π-芐基鈀中間體的原創(chuàng)性策略，解決芳香化合物反應活性低的難題，在J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.等國際頂尖化學化工學術(shù)期刊上發(fā)表論文，合成系列脂肪族碳環(huán)化合物、取代芳香衍生物。該項目第一申請人是遼寧省“興遼英才計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。該系列研究工作開創(chuàng)了新穎芳香化合物化學，具有重要的理論和實際意義。 

                                     提名該項目為遼寧省自然科學獎 二 等獎 

二、項目簡介: 

本項目屬于有機化學領(lǐng)域?；诜枷慊衔锪畠r易得、結(jié)構(gòu)多樣性的特點，開展簡便高效的芳香化合物去芳構(gòu)化/官能化反應研究，是有機合成方法學研究領(lǐng)域之熱點。該領(lǐng)域備受關(guān)注的難點之一是如何破壞芳香環(huán)的共軛結(jié)構(gòu)而使其活化，進而在溫和條件下發(fā)生脫芳構(gòu)化和功能化反應，為脂肪碳環(huán)的構(gòu)筑和芳香衍生物的合成，提供簡便、高效新方法。針對上述難點，我們首次采用氯甲基芳香化合物作為原材料，通過形成π-芐基鈀中間體的策略，開辟了破壞芳香環(huán)的共軛結(jié)構(gòu)而使其活化的新途徑，豐富了有機合成方法學的研究內(nèi)涵。主要發(fā)現(xiàn)點如下： 

1.成功實現(xiàn)溫和條件下芳香環(huán)上親核取代反應 

揭示了芳環(huán)的π-電子可以填充到鈀原子的空d軌道，進而形成π-芐基鈀中間體，達到活化芳香環(huán)的目的。首次實現(xiàn)了溫和條件下過渡金屬催化芳香環(huán)上親核取代反應，該反應具有專一區(qū)域選擇性，為芳香胺化合物的合成提供新方法。將我們工作作為重要研究進展，《Chem. Soc. Rev.》進行了大篇幅詳細介紹。Wiley-VCH出版社出版的專著《Side Reactions in Organic Synthesis II: Aromatic Substitutions》也大篇幅詳細介紹了我們工作，并選作該專著的唯一封面圖片。由于該親核取代反應經(jīng)歷了特殊的C–H鍵氨基化反應機理，引起計算化學領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注，在《Organometallics》上發(fā)表了計算反應機理的專題論文。 

2.實現(xiàn)了鈀催化的烴基化-脫芳構(gòu)化反應 

以脂肪碳環(huán)的簡便構(gòu)筑為目標，確立了鈀催化的烯丙基化（或炔丙基化）-脫芳構(gòu)化新反應。在合成脂肪碳環(huán)的同時，向分子內(nèi)引入烯丙基或炔丙基功能團?！?/span>Angew. Chem. Int. Ed.》評價該工作的亮點是“利用極其溫和的鈀催化烯丙基化-脫芳構(gòu)化反應為實現(xiàn)從簡單萘環(huán)到六元稠環(huán)的結(jié)構(gòu)提供可能”?！?/span>Chem. Soc. Rev.》進行了大篇幅詳細介紹，并從理論上揭示反應機理。該新反應同樣引起計算化學領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注，在《Organometallics》上發(fā)表了計算反應機理的專題論文。作為2008年的年度研究進展，《Coord. Chem. Rev.》介紹了我們的工作。 

3.基于π-芐基鈀中間體成功實現(xiàn)CO₂的資源化利用 

首次使用π-芐基為碳配體，利用其較強供電子能力，增強中心金屬鈀原子的Lewis堿性，進而有利于活化Lewis酸性的CO₂，成功實現(xiàn)了鈀催化羧化偶聯(lián)反應。我們的研究工作也是首例過渡金屬納米粒子催化轉(zhuǎn)化CO₂的工作?！?/span>J. Organomet. Chem.》評價我們所報道的反應是“前人沒有成功的羧化偶聯(lián)反應”。該研究工作多次被《J. Am. Chem. Soc.》及《Chem. Asian J.》等期刊引用和介紹。 

本項目8篇代表作包括《J. Am. Chem. Soc.》和《Angew. Chem. Int. Ed.》各一篇；8篇代表作共他引145次。Synlett主編曾評價本項目工作是“催化領(lǐng)域的開創(chuàng)性研究進展和令人愉快的‘本壘打’業(yè)績”，并邀請我們撰寫了介紹本課題組研究工作進展的Synfacts專欄論文。本項目涉及的形成π-芐基鈀中間體的新策略，可以實現(xiàn)氯甲基芳香化合物高效催化轉(zhuǎn)化，推動有機合成化學和理論計算化學的發(fā)展，已有國內(nèi)外課題組在此基礎(chǔ)之上開展研究工作。項目第一完成人是遼寧省“興遼英才計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，在國內(nèi)外學術(shù)會議上多次就本項目工作進行報告，如The 2nd International Conference on Organometallics and Catalysis (OM&Cat-2014)、全國有機化學會議、全國金屬有機化學會議和全國均相催化會議等。在本項目完成期間多次得到國家自然科學基金資助。 

序號 

完成人姓名 

完成單位 

工作單位 

1 

包明 

大連理工大學 

大連理工大學 

2 

張勝 

大連理工大學 

大連理工大學 

3 

馮秀娟 

大連理工大學 

大連理工大學 

4 

彭勃 

大連理工大學 

浙江師范大學 

5 

陸仕榮 

大連理工大學 

中國科學院重慶綠色智能技術(shù)研究院