|华东理工大学解永树教授课题组近年来卟啉研究进展
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副标题:永无止境 , 百年树啉
解永树教授简介
解永树 , 华东理工大学教授、博士生导师 , 1993 年吉林 (工业) 大学本科毕业 , 1998 年浙江大学博士毕业 , 导师为林瑞森教授 , 此后于中国科学技术大学从事博士后研究 , 并于 2000 年留校任副教授 。 2003 年起 , 先后于台湾大学、日本九州大学和日本国立材料研究所 (NIMS) 开展研究工作 , 2007 年迄今为华东理工大学化学院教授 。
主要研究方向为卟啉合成化学与有机光电材料 。 针对卟啉的功能化、光谱与分子间聚集调控等问题开展系统研究 , 建立了新型卟啉合成策略 , 丰富其光谱调控手段 , 拓展其聚集性能调控途径 , 实现 12.4% 的碘电解质电池最高光电转换效率 。 迄今发表 SCI 论文两百余篇 。 其中 , 作为通讯作者、2013 年迄今于 J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.和Nature Commun.发表论文十余篇 , 并应邀于 Chem. Rev., Chem. Soc. Rev. 和Energy Environ. Sci.发表综述 3 篇 。 先后负责国家自然科学基金面上项目、国际合作与交流项目以及国家自然科学基金重大研究计划子课题等项目 。 曾入选教育部新世纪优秀人才、上海市东方学者及上海市优秀学术带头人 , 现为中国化学会卟啉与酞菁专业委员会副主任和Chin. Chem. Lett.编委 。
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本文选取解永树教授课题组近年来在卟啉领域的相关论文来介绍该课题组的主要研究工作 。
(一)建立异卟啉合成新策略
卟啉存在于叶绿素和血红素等天然功能体系 , 具有突出性能 , 被誉为“生命色素” , 广泛应用于太阳能电池、光动力治疗与生物检测等领域 。 与普通卟啉相比 , 改变卟啉大环结构所得的异卟啉往往具有更为丰富的新奇结构与更加贴合需求的优越性能 (Chem. Soc. Rev.,2015,44, 1101;Chem. Rev.,2017,117, 2203) 。 解永树教授课题组通过引入错位连接吡咯等杂环单元 , 并结合电子特性与配位调控作用 , 提升特定位点 C-H与 N-H 键反应活性 , 在温和条件下 , 合成系列结构独特的异卟啉共轭结构 , 建立了系列异卟啉合成新策略 。
(1)基于特色前体的氧化环合策略 , 合成新型异卟啉
引入活性端基错位 (β 位点) 连接吡咯 , 在温和条件下 , 实现简便高效氧化环合 , 避免酸催化缩合条件导致的中间体和产物分解等问题 。 通过双重端基错位多吡咯烷的氧化环合 , 合成系列新型错位扩展卟啉 。 不同链长可调控错位吡咯单元间距离、取向及成环键连方式 , 由此得到一系列独特的扩展卟啉 (J. Am. Chem. Soc.,2013,135, 19119;Angew. Chem. Int. Ed.,2014,53, 14069; Org. Lett.,2015,17, 4806) 。 还可以通过空间构象的调控作用 , 选择性构建 β 位点直接键连的异卟啉 (Chem. Sci.,2020,11, 2790) 。
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(2)基于错位吡咯活化与配位调控作用 , 构建新型异卟啉
基于错位吡咯单元的活化效应 , 再结合配位调控作用 , 在温和条件下 , 进行独特的大环转化反应 , 实现对特定基团位点或小分子的活化 , 既可以合成系列新型异卟啉 , 同时也可为小分子活化与功能化提供新的思路 (Angew. Chem. Int. Ed.,2016,55, 3063;Angew. Chem. Int. Ed.,2020,59, 1537;J. Am. Chem. Soc.,2020,142, 17195) 。
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(3)运用杂环调控 , 合成新型异卟啉
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