【摘 要】
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有机磷化合物是一种非常重要的多功能化合物,因其具有独特的化学性质和生物活性,有机磷化合物在化学、材料、生物和农业等领域中被广泛应用。因此发展简单高效的策略合成有机磷化合物一直是有机合成化学中的热门课题。本论文总结了近年来有机磷化合物的合成方法,以及我在攻读博士期间发展的三种合成有机磷化合物的新策略。本文包括以下五个部分:一、对近年来过渡金属催化和光催化合成有机磷化合物的策略进行了分类介绍。从过渡金
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有机磷化合物是一种非常重要的多功能化合物,因其具有独特的化学性质和生物活性,有机磷化合物在化学、材料、生物和农业等领域中被广泛应用。因此发展简单高效的策略合成有机磷化合物一直是有机合成化学中的热门课题。本论文总结了近年来有机磷化合物的合成方法,以及我在攻读博士期间发展的三种合成有机磷化合物的新策略。本文包括以下五个部分:一、对近年来过渡金属催化和光催化合成有机磷化合物的策略进行了分类介绍。从过渡金属对碳-杂键,碳-氢键,碳-碳键的官能团化分别介绍,也涵盖了过渡金属和光催化引发磷自由基构筑碳-磷键的方
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多金属氧酸盐(Polyoxometalates,POMs),简称多酸,是一类分子型无机类金属氧簇配合物,具有许多独特的物理化学性质,如纳米级尺寸、丰富的元素组成和结构、强的氧化还原性和酸性等,在催化、磁性、生物医学和材料科学等领域具有很大的应用潜力。含钛多酸结合了多酸阴离子和钛原子的性能优势,是近些年来发展迅速的一类新型功能材料,因而,含钛多酸的设计合成成为了多酸合成化学领域中一项重要的研究课题。
随着人类社会的不断发展,能源危机和环境问题日益严峻。电催化还原二氧化碳(CO_2)、水分解以及电化学传感,是目前解决能源危机和环境问题非常有效的手段,但仍面临诸多挑战,例如,CO_2分子活化能垒高;多电子转移的析氧反应(OER)动力学缓慢,过电位大;电化学传感器的检出限高,线性范围窄等。针对这些挑战,本论文构筑了四种基于金属有机框架(MOFs)的高效电催化剂。MOFs的比表面积大,孔结构丰富,有助
过渡金属Pt(Ⅱ)/Pd(Ⅱ)配合物因其独特的电子构型和成键方式、丰富的光物理性质、优异的发光性能以及合成简单易操作等优点,在材料化学研究领域备受科研工作者的广泛关注,该类配合物在环境科学、生物医药、化学传感和超分子自组装等领域展现出广阔的应用前景。过渡金属Pt(Ⅱ)/Pd(Ⅱ)配合物特有的平面四配位结构以及金属离子d轨道与有机配体形成的d-π共轭有利于提高分子内的电荷转移程度。与此同时,该类配合
随着全球经济的飞速发展和化石燃料的过量消耗,能源危机和全球变暖等问题日益严峻。迫切需要探索新型、清洁低碳、可持续的能量转换系统。目前,光、电化学能量转换,包括光、电催化CO_2还原、N_2还原等,因其绿色、环保等优势成为最新的研究热点。因此,开发新型高效、高选择性、稳定和低成本的光、电催化剂具有重要研究意义。研究显示在众多已报道的催化剂中,二维(2D)多孔材料{包括2D金属有机框架(MOFs)、2
由金属离子或金属簇和有机配体通过配位作用构筑的金属有机框架(MOFs)由于具有可调节的多孔结构和高的孔隙率,以及在气体吸附与分离、荧光传感、能源存储与转换、分子基磁体等方面的广泛应用而受到了科学工作者的关注。与单一配体构筑的多孔MOFs相比,由不同构型的氮杂环配体和羧酸配体共同制备的MOFs具有以下优势:1.可同时引入多个功能性基团;2.在保持框架完整性的前提下,允许部分配体缺失并产生结构缺陷;3
不对称催化在现代有机化学和化学工业合成中有着举足轻重的地位,是当今化学发展中重要的研究领域之一,也是获得单一手性化合物的方法之一。设计并合成高效、绿色、原子经济型的手性催化剂是开发新型不对称反应的关键。量子化学理论研究可以在高精度水平下筛选最优催化剂,预测反应最佳路径,从而减少人力和物力的消耗。我们选择两类最有代表性的手性磷酸催化剂(CPA及其衍生物),通过研究它们催化四种手性芳烃/烯烃化合物的不
酶促反应在生物传感、成像和治疗等领域有着广泛的应用。然而,天然酶的昂贵价格、复杂的制备程序、低稳定性和低循环利用率问题限制了其应用的广泛性。纳米酶,即能够模拟天然酶的具有生物催化活性的纳米材料,由于易制备、稳定性高、易提纯、价格低廉和循环利用性高的优点受到了越来越多的关注。然而,其仍然面临着诸多挑战并且未来的研究有很大的发展空间。在复杂的生物组织微环境下,纳米酶的催化效率仍显不足,亟待进一步提高。
半导体氧化物光催化材料在环境污染治理和可再生能源领域展现了巨大的应用潜力,但光催化反应效率低一直是半导体氧化物研究的瓶颈所在。相较于单一光催化途径,光热耦合催化可显著提高半导体氧化物的表面反应速率、活化晶格氧及提高产物选择性,因而备受关注。然而,光催化过程中热能的引入难以避免光生载流子热复合的加剧,如何提高光生载流子的利用率成为半导体氧化物高效光热催化的关键。研究表明,表面电子能态的调控,如调控能
可见光催化以实现传统热反应难以完成的转化赢得了化学工作者的青睐,成为有机化学领域选择性活化特定官能团或化学键的一种强有力手段。可见光驱动下通过能量转移途径敏化底物可实现一系列独特的反应,并以其原子经济性和环境友好型的特点而备受关注。虽然光敏剂担当能量转移活化底物的核心角色,但是针对光敏剂的设计并未受到理所当然的重视。在课题组秉持开展可持续发展有机光化学转化的理念下,我们通过设计过渡金属配合物的配体
近年来,以开发新型手性催化剂和探索新的催化模式为核心,金属路易斯酸参与的不对称催化领域有了飞速的发展。但是,对于复杂的手性结构单元的构筑,大多数情况下都是采用简单易得的手性前体化合物经过多步转化来实现,而利用催化不对称的方法高效的合成相对复杂的手性骨架的报道相对有限。手性2,3-二氢苯并呋喃骨架广泛存在于许多天然产物中,如(+)-Decursivine、(+)-Lithospermic acid、