章鹏飞教授课题组在无金属催化研究领域取得一系列创新性研究成果

日前，材料与化学化工学院章鹏飞教授课题组在无金属催化研究领域取得一系列创新性研究成果，3篇学术论文近期分别在Green Chem. (2021,doi:10.1039/D0GC04235H, IF 9.48) 和Org. Lett. (2021, doi:10.1021/acs.orglett.0c04148和doi: 10.1021/acs.orglett.0c03918，IF 6.091)上发表。

催化是科学和工程中的一个重要领域。理解催化机理、掌控催化活性位点、调节催化材料中的电子、离子的传输及其与反应物和产物分子的相互作用对提高催化剂的催化效率、选择性和耐久性等方面都起着重要作用。近两年来，章鹏飞课题组在无金属催化C-H官能团化研究领域开展了系列研究，先后提出了无金属催化C(sp²)-H键氟烷氧基化新策略，无金属光催化烯烃三组分串联反应新方法，无需外源光敏剂的光促自催化C(sp²)-H芳基化策略和质子酸光催化相结合的新型Mannich反应。相关研究工作在Green Chem., Org. Lett., Org. Chem. Front.等学术期刊发表论文13篇，其中中科院一区论文7篇；已授权发明专利6件，其中美国专利授权2件。

喹喔啉酮是药物设计领域的常用药效团，是一类潜在的多用途先导化合物。课题组发展了一种无金属催化剂，无溶剂的C(sp²)-H键氟烷氧基化新策略。该研究成果以“Transition-Metal and Solvent-Free Oxidative C-H Fluoroalkoxylation of Quinoxalinones with Fluoroalkyl Alcohols” 为题发表于Org. Lett. (Org. Lett., 2019, 21, 4698-4702)，并入选ESI高被引论文。在此基础上,课题组又开发了高价碘催化的烯烃三组分串联反应，该方法以TMSN₃(叠氮三甲基硅烷)为自由基进攻试剂，实现了喹喔啉酮C-3位的三组分串联反应(Adv. Synth. Catal., 2020, 362, 230-241)。随后，基于绿色化学理念，课题组又开发了以低毒廉价的染料作为光催化剂，烯烃的三组分串联反应，制备了一系列具有良好荧光性质的不对称偶氮化合物Org. Lett. (2021, doi : 10.1021/acs.orglett.0c04148)。

为了进一步落实绿色化学概念，避免含贵金属光敏剂的使用，课题组开发了无需外源光敏剂的光促自催化C(sp²)-H芳基化策略，该策略以BPO(过氧化苯甲酰)类化合物为芳基源。实现了喹喔啉酮C-3位的芳基化修饰(Org. Chem. Front., 2020, 7, 4031-4042)。随着研究的深入，课题组以质子酸为催化剂，TBN(亚硝酸叔丁酯)为氮源，通过三组分串联反应，制备了一系列喹喔啉酮类羟肟化合物(Org. Lett., 2021, 23, 195)。同时，课题组研究还发现，以喹喔啉酮为底物，通过质子酸和光协同催化，可制备一系列具有生物活性的喹喔啉酮类烯胺酮化合物，该类新型Mannich反应策略在Green Chem.（2021,doi:10.1039/D0GC04235H）上发表。

课题组成员李万梅老师，徐骏、沈佳斌2位博士研究生及张红豆、杨辉勇2位硕士研究生等对该领域研究工作取得的成果作出了贡献。该系列研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和浙江省重点研发等项目的资助。