脂肪醇的催化取代及在碳-杂键绿色构建中的应用

项目主持人：马献涛 博士

我校化学化工学院马献涛博士2021年获批国家自然科学基金青年项目：脂肪醇的催化取代及在碳-杂键绿色构建中的应用。项目批准号：22101243。

随着环境问题日益凸显，绿色化学的理念逐渐深入人心。发展绿色高效的合成新方法成为合成化学发展的主流。脂肪醇是一类廉价易得、低毒稳定的绿色化学品，特别是低级脂肪醇可以经生物质转化而来，属于可再生资源。因此，开展脂肪醇的化学转化研究符合绿色化学的发展要求，成为合成化学的研究热点之一。但是，由于脂肪醇羟基不易离去，通常需要预先转化为具有良好离去基团的活性中间体后才能参与取代反应，这样就增加了分离纯化步骤，大大降低了反应的原子经济性。因此，提高脂肪醇取代反应的原子经济性是该领域的科学前沿问题。通过深入分析，发现造成脂肪醇取代反应原子经济性降低的主要原因在于活性中间体的离去基团不能转化到产物结构中，也不能直接参与催化循环，只能作为反应废物排放到环境中。因此，若能充分利用好活性中间体的离去基团，将其转化到产物结构中，则有望极大地提高反应的原子经济性。

该项目拟充分利用有机硫、磷酸酯中间体的离去基团可以作为良好的硫、磷亲核物种的特性，基于脱水酯化-重排策略，实现C-S、C-P键的一步高效构建，建立脂肪醇原子经济性取代的新方法；并拟采用新方法合成氧化乐果、膦配体等在医药、催化等方面有诸多应用的有机硫、磷类化合物。在此基础上，设计合成有机膦酸催化剂，调控其与脂肪醇所形成酯的离去基团保持较弱的亲核性，降低离去基团参与取代的概率，建立脂肪醇与O-/N-/S-等其他类型亲核试剂的直接脱水取代新方法，实现碳-杂键的绿色高效构建，为高附加值化学品的绿色高效合成提供新方案，为脂肪醇的高效活化与绿色取代研究提供理论和技术支撑。