2018年度国家自然科学奖推荐公示表项目名称绿色氧化新方法与合成.doc

2018年度国家自然科学奖推荐公示表 项目名称 绿色氧化新方法与合成应用 项目简介（限1200字）： 该项目属于有机化学学科，相关研究是绿色有机合成化学的热点和前沿课题。 项目以绿色、高效、可控的理念为指导，基于源头消除污染的策略从现代合成工业氧化过程的关键科学问题入手开展研究，发现和发展了一些绿色氧化反应新方法与新途径，探索了催化氧化的机制并总结了高效可控氧化的规律，完成了若干具有重要用途的功能杂环分子材料的汇聚性合成。主要科学发现点如下： （一）首次提出金属活化中心-分子氧多途径配位调控的概念，发现了活化分子氧的机制，发展了温和条件下氧气为单一氧化剂的高效清洁氧化新方法。针对氧气分子低温低浓度活性差、高温高浓度不易控制的特点，选择钯或铜等过渡金属介入分子氧的催化活化过程，发现了碱金属卤化物具有配位调控金属活化中心-分子氧定向活化的能力及其作用机制，从而设计了新型过渡金属催化体系，解决了氧气分子高效活化、反应选择性控制等挑战性难题，通过多途径配位调控策略发展了氧气为单一氧化剂的不同类型的烯烃双官能团化反应新方法。 （二）首次提出氧化-还原中性的自氧化促进活化的概念，发展了内氧化剂参与氧化反应的新途径，实现了化学键在温和条件下选择性断裂和可控性组合。运用肟酯类化合物具有氧化性的特点，提出了肟酯兼做内氧化剂和反应底物的通过非贵金属铜催化高能单键的自氧化活化新策略，解决了氮氧、碳氢等多种高能单键的定向氧化活化与转化难题，消除了昂贵和超过计量消耗的高毒性高污染氧化剂的使用，实现了内氧化剂促进氧化-还原中性的高能单键有机分子的快速、高效与环境友好转化新方法。 （三）运用汇聚性活化策略，发展了具有原子经济性和步骤经济性的氧化新方法，完成了若干功能杂环分子材料的高效合成。基于含氮、氧、硫等杂环分子材料在化学、生物学、材料学等领域的功能性导向需求，提出了氧化过程中活性序列设计和汇聚性合成的策略，实现了多种反应组分或多类化学键并存情况下原子经济性和步骤经济性的完美结合，从源头上解决了氧化过程中高物耗、高能耗以及高污染等难题，完成了包括COX-2拮抗剂在内的若干功能有机分子与材料的绿色、实用和高效合成。 研究成果发表在《美国化学会志》、《德国应用化学》等刊物上。8篇代表作SCI他引695次，代表作单篇最高他引135次，125篇论文SCI他引3023次，入选化学领域ESI 1 %高被引论文4篇，被SYNFACTS亮点评述15篇，被Organic Chemistry Portals亮点评述8篇；主译教材1部，授权中国发明专利2项。发展的合成方法被国内外同行广泛引用和应用。项目组2012年入选教育部长江学者与创新团队发展计划，获得各类人才计划或奖励8人次，入选Elsevier 2014年中国高被引学者1人，培养博士后2名，博士16人，硕士11人。项目组成员多次在国内外学术会议上做大会、主题和邀请报告。部分成果获得2010年广东省科技一等奖。 客观评价（限2页）： 所获部分荣誉 项目组2012年入选教育部长江学者与创新团队发展计划。 江焕峰获2011年广东省丁颖科技奖，2012年国务院政府特殊津贴，2014年Asian Core Program Lectureship Award，入选Elsevier 2014-206年、RSC 2016年中国高被引学者。 3. 伍婉卿2014年入选广东省特支计划百千万工程青年拔尖人才。 4. 黄良斌、姬小趁分别获2011、2012年度教育部博士研究生学术新人奖，黄良斌获2014年广东省优秀博士论文奖、德国洪堡奖学金。 二、部分评价和应用 （一）氧气为氧化剂的高效清洁氧化 首次实现钯-氧气体系的烯烃双酯化研究工作（代表作1）在发表当月Most Read排名第一，引起了大量的跟进研究。美国科学院院士、麻省理工学院S. L. Buchwald（Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 1926）、国际知名的高价钯物种研究学者、美国密歇根大学M. S. Sanford（Org. Lett. 2013, 15, 46）在发展他们的反应体系时均借鉴了该项目的工作；J. Am. Chem. Soc.杂志副主编、加拿大女皇大学M. S. Sigman（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17471）、美国哈佛大学T. Ritter（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14530），美国华盛顿大学L. Mirica（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2414; Organometallics 2012, 31, 6690）对该项目提出的反应机理进行了跟踪研究，并进一步深化和完善；美国科学院院士、芝加哥大学H. Yamamoto认为这一工作“相对于