CCC型pincer配合物在小分子活化和转化中的应用探索

Pincer complexes have attracted extensive attention because of their unique properties and important applications in activation and transformation of small molecules. In contrast, the application of CCC type pincer complexes is less developed because their general and convenient method is still unavailable and the structure diversity and the reactivity study are deficient. To date, there are no report concerning the application of CCC type pincer complexes in activation and transformation of small molecules. However, some aromatic CCC type pincer complexes display unique properties, such as excellent stability, easy modification, high reactivity, and favorable extensibility. This proposed project focuses on application of CCC type pincer complexes in activation and transformation of small molecules on basis of our advances in the field of metallacycle chemistry. Through the investigation of the synergetic effect of metal-CCC type pincer ligand-substrate, we will modify and transform the selected frameworks to improve the reactivity and selectivity of the small molecules activation. By utilizing the properties of our CCC type pincer complexes, we plan to capture the key intermediates of the related reactions. In combination of the computationally results, we will deeply investigate the mechanism of the activation and transformation reactions, which will provide new insights and promote the development of new catalysts/catalytic systems for small molecules utilization.

pincer配合物因在小分子活化和转化领域中具有广泛的应用前景而备受关注。而CCC型pincer配合物由于缺乏通用且简便的合成路线且结构种类匮乏、反应性研究不足，因此相关的应用研究很少。目前，尚无其应用于小分子活化领域的研究报道。但是一些具有芳香性的CCC型pincer配合物已初步展示了独特的物理化学性质：良好的稳定性、易修饰、化学反应活性高、可拓展性强。本项目拟利用本组在金属杂环化学领域累积的丰富基础，探索CCC型pincer配合物促进的小分子的活化和转化反应。通过研究CCC型pincer配体-金属-小分子底物之间的协同作用，筛选结构基元进行结构修饰和改造，有效提高氧气、氢气、氮气等小分子活化的选择性和反应活性。利用研究体系的特性，捕获相关反应中间体，结合理论计算，深入研究活化和转化反应机理，促进全新、高效的催化剂或催化体系的建立。

pincer配合物因在小分子活化和转化领域中具有广泛的应用前景而备受关注。而CCC型pincer配合物由于缺乏通用且简便的合成路线且结构种类匮乏、反应性研究不足，因此相关的应用研究很少。此前尚无其应用于小分子活化领域的研究报道。但是一些具有芳香性的CCC型pincer配合物已初步展示了独特的物理化学性质：良好的稳定性、易修饰、化学反应活性高、可拓展性强。本项目利用本组在金属杂环化学领域累积的丰富基础，筛选结构基元进行结构修饰和改造，利用研究体系独特稳定性与反应活性，捕获相关反应中间体，结合理论计算，深入研究活化和转化反应机理。相关研究不仅对CCC型pincer配合物促进的活化和转化规律进行总结，而且建立全新的催化体系，为小分子的活化和转化研究提供新思路和新视角。项目成果在包括PNAS, CCS Chemistry, Chem. Sci.等重要国际刊物上发表项目标注的SCI刊物论文9篇，并多次被ChemistryViews，Chemistry World等国际科技媒体进行亮点报道，产生重要国际影响力。项目负责人作为第二完成人的“碳链与金属的螯合化学”项目获2020年度国家自然科学二等奖及福建省自然科学一等奖。本项目共计培养博士研究生 3 名、硕士研究生 4名，完成预定目标。