北卡教堂山分校David Nicewicz教授来我院讲授短期课程

作者:scbb    时间:2016-12-28 17:16:22    点击率:

       2016年12月19日-23日,北卡罗来纳大学教堂山分校David Nicewicz教授应我院黄湧教授邀请,聚焦“Modern Methods in Radical Chemistry”这一化学研究中的热点问题,在E104为全院师生带来了内涵丰富的短期课程。

       在课程前半部分,Nicewicz教授主要就自由基化学这一领域涉及到的背景知识做了简要阐述,内容涵盖物理有机化学、光化学、电化学等多个领域。Nicewicz教授授课风趣幽默、引人入胜,从经典的Marcus电子转移理论到电子转移动力学研究的最新成果;Jablonski能级图等光化学/物理基本概念到光致激发与化学转化的结合;电化学基本概念到电化学在光化学反应机理研究中的应用作了扼要介绍。

       在Nicewicz教授精心准备的前期课程中,听课师生对自由基化学的内涵和外延有了更多的理解和认识。接下来,Nicewicz教授较为全面地介绍了光化学与有机合成化学相结合的丰富应用,并对Ru配合物等过渡金属光催化剂、EosinY等有机染料光催化剂的基本催化原理做了详尽介绍。

       光催化应用于有机合成中,可以在不需要锡试剂等有毒试剂的前提下于室温等温和条件下生成电中性自由基等高活性中间体,而且该过程中底物及催化剂的活性可以较为方便地被化学家们所调控。

       随着对光化学的理解不断深入,化学家们可以利用烷基卤代烃还原、预活化的酯还原脱羧、羧酸盐氧化脱羧、草酸酯金属盐氧化、醇前体衍生后原位氧化、芳基重氮盐还原分解、氢转移共催化剂拔氢原子等条件产生电中性自由基,烯酮等单电子还原产生自由基负离子等方法实现大量此前以传统方法较难实现的化学转化:

       光催化芳香环/杂芳香环F-C type官能团化反应:König等报道的芳基重氮盐在有机光催化剂EosinY催化下重氮还原分解后对杂芳香环的芳基化反应;Sanford等报道的Ir配合物作为光催化剂催化的芳环氨基化反应;Macmillan等报道的Ru配合物作为光催化剂催化的杂芳香环三氟甲基化反应;Macmillan等报道的Ir配合物作为光催化剂,烷基醇在氢转移试剂共催化下产生碳自由基,并经历生源启发的spin-center shift过程最终以饱和醇为烷基化试剂对杂芳香环的烷基化反应;

       光催化胺氧化α-官能团化:Macmillan等报道的Ir配合物作为光催化剂催化的芳基烷基胺α-芳基化反应;Stephenson等报道的Ir配合物作为光催化剂催化的Aza-Henry反应;

       光催化交叉偶联: Sanford等报道的Ru配合物光催化剂与过渡金属Pd(II/IV)协同催化的芳基重氮盐作为芳基化试剂的C-H键活化芳基化反应;Macmillan等报道的以Ir配合物作为光催化剂与过渡金属Ni(I/III)协同催化的烷基醇与芳香卤代烃的成醚偶联反应;Molander等报道的Ir配合物作为光催化剂与过渡金属Ni(I/III)协同催化的有机硼试剂单电子转金属交叉偶联反应;Macmillan等报道的Ir配合物作为光催化剂与过渡金属Ni(I/III)共催化下氨基酸与芳基卤脱羧交叉偶联反应;

       光催化不对称化学转化:Macmillan等报道的二级胺手性催化剂与Ru/Ir配合物光催化剂协同催化的醛基α-位不对称烷基化、三氟甲基化、苄基化反应;Yoon等报道的手性配体诱导的路易斯酸Eu与Ru配合物光催化剂协同催化的[2+2]不对称环加成反应;Knowles等报道的手性磷酸诱导的不对称还原环化反应;Yoon等报道的手性配体诱导的过渡金属Sc与Ru配合物光催化剂共催化的胺氧化脱硅不对称Michael反应;Ooi等报道的Ir配合物作为光催化剂,在离子型手性质子酸诱导下实现胺α-位C-H不对称官能团化。

       在短短五天的课程中,听课师生与Nicewicz教授积极进行学术讨论与交流,大家受益匪浅之余亦盼望作为我院鹏城学者的Nicewicz教授明年早日再来授课。(文字/江新航)

 

 

报告人简介:

David Nicewicz教授出生并成长于中新泽西州。2000年及2001年,在北卡罗莱纳大学分别获得学士及硕士学位,师从Craig Ogle教授。随后,David Nicewicz跟随Jeffrey Johnson教授,在北卡罗来纳大学教堂山分校从事Brook重排的合成方法学研究,并成功将其应用到天然产物Zaragozic acid C的全合成中。在2006年获得博士学位之后,David Nicewicz回到新泽西州,在David Macmillan教授课题组进行他的博士后研究。在普林斯顿大学Macmillan教授实验室中,David帮助发展了光氧化还原有机催化(Photoredox Orangocatalysis)这一全新领域。2009年,David Nicewicz返回母校——北卡罗来纳大学教堂山分校担任化学系助理教授,并于2015年升任终身副教授。