选择性无氧化剂脱氢催化剂的开发

将羟基氧化生成羰基化合物同时放出氢气是一个非常基础同时也具有重要应用价值的反应。该反应可以实现环境友好的氧化醇生成易于官能化的羰基化合物，同时放出氢气作为燃料。因此该反应能为含多羟基的生物质的利用提供新途径。但多醇的无氧化剂选择性脱氢目前还没有有效的体系。在基于前续研究的基础上，本项目拟制备一系列环金属化的铱催化剂及其类似物，测试其在多醇的无氧化剂脱氢反应中的活性和选择性。通过系统的改变配体的结构及电子性能，以期能找到高效、高化学选择性和立体选择性的多醇的脱氢催化剂。在发现有效催化剂的基础上，通过原位核磁，红外等方法进行动力学研究，以期阐明反应的机理，为进一步的催化剂优化和设计提供理论依据和指导。在获得一定理论依据的基础上，设计新的基于廉价金属的多醇无氧化剂脱氢催化剂。

无氧化剂脱氢反应可同时实现有机化合物的氧化及氢气的产生，是一类绿色而应用前景广泛的反应。目前成功的无氧化剂脱氢催化体系为数不多。本项目主要研究了环金属化催化剂及其相关络合物在脱氢及其相关反应中的应用。在对脱氢反应的研究过程中，我们使用环金属化的铱催化剂实现了使用醇及胺类物质来作为胺的烷基化试剂的反应。利用这一概念，我们还成功的实现了以醇为烷基化试剂的吲哚官能化反应。脱氢和加氢是一对可逆的过程。在我们研究脱氢反应的过程中，我们发现环金属化的铱催化剂是非常好的加氢反应催化剂。使用环金属化铱催化剂，我们实现了水相的羰基还原和水相还原胺化反应。在发现这些反应的基础上，我们成功实现了生物质平台分子乙酰丙酸到高附加值胺类化合物的转化；同时我们实现了一锅法炔烃到醇和胺的转化反应，并首次实现炔烃到手性醇的转化。在研究这些反应的过程中，我们还发现了无需催化剂的乙酰丙酸还原胺化环化反应体系，优异的硝基还原体系，以及全新的芳香胺氮甲基化的方法。