脂肪醇的催化取代及在碳-雜鍵綠色構(gòu)建中的應用

項目主持人：馬獻濤 博士

我?；瘜W化工學院馬獻濤博士2021年獲批國家自然科學基金青年項目：脂肪醇的催化取代及在碳-雜鍵綠色構(gòu)建中的應用。項目批準號：22101243。

隨著環(huán)境問題日益凸顯，綠色化學的理念逐漸深入人心。發(fā)展綠色高效的合成新方法成為合成化學發(fā)展的主流。脂肪醇是一類廉價易得、低毒穩(wěn)定的綠色化學品，特別是低級脂肪醇可以經(jīng)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，屬于可再生資源。因此，開展脂肪醇的化學轉(zhuǎn)化研究符合綠色化學的發(fā)展要求，成為合成化學的研究熱點之一。但是，由于脂肪醇羥基不易離去，通常需要預先轉(zhuǎn)化為具有良好離去基團的活性中間體后才能參與取代反應，這樣就增加了分離純化步驟，大大降低了反應的原子經(jīng)濟性。因此，提高脂肪醇取代反應的原子經(jīng)濟性是該領(lǐng)域的科學前沿問題。通過深入分析，發(fā)現(xiàn)造成脂肪醇取代反應原子經(jīng)濟性降低的主要原因在于活性中間體的離去基團不能轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中，也不能直接參與催化循環(huán)，只能作為反應廢物排放到環(huán)境中。因此，若能充分利用好活性中間體的離去基團，將其轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中，則有望極大地提高反應的原子經(jīng)濟性。

該項目擬充分利用有機硫、磷酸酯中間體的離去基團可以作為良好的硫、磷親核物種的特性，基于脫水酯化-重排策略，實現(xiàn)C-S、C-P鍵的一步高效構(gòu)建，建立脂肪醇原子經(jīng)濟性取代的新方法；并擬采用新方法合成氧化樂果、膦配體等在醫(yī)藥、催化等方面有諸多應用的有機硫、磷類化合物。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計合成有機膦酸催化劑，調(diào)控其與脂肪醇所形成酯的離去基團保持較弱的親核性，降低離去基團參與取代的概率，建立脂肪醇與O-/N-/S-等其他類型親核試劑的直接脫水取代新方法，實現(xiàn)碳-雜鍵的綠色高效構(gòu)建，為高附加值化學品的綠色高效合成提供新方案，為脂肪醇的高效活化與綠色取代研究提供理論和技術(shù)支撐。