由鐵鹽催化的有機反應近年來已經受到了有機化學家們的高度重視,這是因為相對傳統過渡金屬催化劑而言,鐵鹽的成本更低,對環境更加友好,而且保存更為方便。但是總體來說,鐵催化的反應依然還有很大的發展空間。本項目擬對鐵鹽/碘代異丙烷體系催化的有機鎂試劑參與的串聯反應展開研究,對適合該催化體系的底物進行篩選,并且對反應條件進行全面的優化,合成該串聯反應的產物(如二氫茚類、吲哚啉類和苯并呋喃類衍生物)；結合質譜分析，通過對比實驗及動力學實驗，進一步對該類型反應進行機理探索；最后，將該方法應用于具有潛在藥學活性分子的合成中，并對這些分子進行初步的藥學和生物學活性篩選。本課題對于擴展鐵催化的反應領域，發展新的有機合成方法，具有重要的理論意義，同時，對化學工業界也有重要的參考價值。

本項目擬采用鐵鹽催化串聯（環化-偶聯）反應合成一些有潛在的藥學活性的分子。前期的研究中，我們在嘗試了一系列的鐵鹽催化劑后發現反應情況并不理想，后期的研究發現，部分鈀催化劑對該反應有一定的促進效果。當以PEPPSI為催化劑時，當帶有遠端雙鍵的鹵代苯的烴基上沒有取代基時，所得的結果較好，環化偶聯產率可以達到85%；但是，當遠端雙鍵的鹵代苯的烴基鏈上有取代基時，該反應的選擇性就受到了影響。我們也對底物的適用范圍進行了初步的拓展，結果表明，此條件對底物的適用性一般，混合產品的分離難度較大。 在后來的關聯研究中，我們發現，以鄰羥基苯胺或鄰鹵苯胺為起始物，在過渡金屬（Cu或者Pd）作用下，可以和一系列二甲基氨基二硫代甲酸苯酯、二甲基氨基硫代酰氯進行串聯反應，生成相應的串聯環化產物。我們推測，該反應經歷兩步：第一步為取代苯胺在堿性條件下生成芳基硫脲；第二步為芳基硫脲在堿性條件下異構化為芳基異硫脲，進而發生串聯關環反應（脫除H2S或者HCl）生成相應的苯并惡唑（產率：70%-92%）或者苯并噻唑衍生物（產率：75%-91%）。以芳基硫脲為起始物的鄰位導向C-H活化的氧化偶聯反應研究表明，碘苯可以作為一種有效的添加劑促進該氧化偶聯類型的串聯環化反應（產率：74%-89%）。 本項目由從鐵鹽著手研究芳環的（串聯）環化偶聯反應出發，在進行條件篩選和課題延伸中，我們也開發了過渡金屬鹽（銅鹽或者鈀鹽）催化的（串聯）環化偶聯反應。該項目為一系列有潛在藥學活性的苯并雜環類（二氫化茚類、吲哚啉類、苯并惡唑類、苯并噻唑類）化合物提供了有借鑒意義的合成方法。 2100433B

協同催化往往可以實現單一催化劑難以實現的高效選擇性的轉化。我們計劃探索并發展雙過渡金屬協同催化的不對稱還原偶聯反應來實現C-C鍵和C-N鍵的快速不對稱構建。研究計劃將基于現場原位生成金屬試劑參與鈀的偶聯反應的原理，通過手性配體的調控實現不對稱轉化并將其應用在藥物和天然產物的合成中。

有機多核雜環化合物的合成及其性質的研究，利用多齒配體合成多核金屬環狀有機化合物。研究它們的親核取代和開環反應，特種結構的金屬銦、錫、鈦等金屬有機化合物可能有導電性，二茂鐵為高聚物骨架的金屬橋聯化合物可自金屬雜二茂鐵環吩制得。研究這種環吩的環聚合反應，探索銦有機化合物的合成性質研究。

本項目以天然粘土——膨潤土為載體，研究了酸處理對膨潤土物理性質的影響。在得到了較好處理方法的基礎上，以膨潤土為載體，分別考察研究了鈦、鋁、鈰、鐵等元素對膨潤土的拄撐效果，并以此為金催化劑的載體，研究了一系列催化劑在CO氧化和甲醇水蒸氣重整反應中的作用。研究結果表明將納米金粒子限域在膨潤土的層間能夠有效增加金催化劑的熱穩定性，提高其使用壽命。用甲醇水蒸氣重整反應作為探針反應來考察不同金催化劑對CH3OH轉化率的影響，發現Ti交聯后的負載金催化劑具有最好的催化活性。總體上以鈦、鋁、鈰、鐵等元素對膨潤土有良好的交聯柱撐效果，能極大提高載體的表面積，有利于活性組分的更好分散，從而提高催化性能。初步可以認定活性組分金有可能進入到膨潤土的層間，利用膨潤土的特殊層間結構使其能較好的穩定。幾種柱撐組分對整體催化劑的性能影響有所差別，以Ti和Ce的效果為更佳。該項目研究對于提升膨潤土的附加價值有著重要的意義。