项目名称：水介质清洁有机合成有序多孔催化剂研制及机理研究

项目名称：水介质清洁有机合成有序多孔催化剂研制及机理研究项目简介：有机合成是现代化工的基石，通常需要有机溶剂为反应介质，带来严重的环境污染。受酶催化以水为溶剂启发，国内外已开展均相催化水介质清洁有机合成，但催化剂难以回收，导致成本高且带来重金属污染。本项目开展有序多孔材料的设计及催化水介质清洁有机合成的研究，重点解决高效催化和催化剂回收。内容包括有序介孔和微孔金属催化剂、有机金属催化剂、多功能催化剂的设计；水介质有机合成、不对称有机反应以及“一锅”串联反应的开发；有序多孔材料组装机理、水介质非均相催化机理以及构效关系的研究。主要贡献：（1）多孔催化材料制备方法学创新：率先采用表面活性剂自组装、喷雾干燥、功能化载体配位、限域生长、活性位局域化以及原位氧化还原等新技术，合成一系列活性位分散均一、孔结构可控和孔表面性质可调的有序多孔手性和非手性有机金属、路易斯酸、金属、多功能催化剂，揭示了催化材料组装、结构裁剪、表面性质调控和修饰机理；（2）非均相催化水介质清洁有机反应开发及理论创新：首先发展了一系列非均相高效催化水介质有机反应体系，包括C-C偶联、异构化、不对称加成反应等，构建了烯丙醇类、芳烃类、腈类、羟基酮类、氧杂蒽酮甙类、吡喃杂环类和手性芳香醇等高附加值化学品的绿色合成新体系。阐述了水介质有机反应的独特机理、有序多孔催化剂的催化机理、催化剂构效关系以及失活机理，实现非天然氨基酸绿色合成应用。（3）多功能催化剂应用于一锅有机串联反应机理创新：开发酸-碱、金属-酸、有机金属-有机金属高效催化水介质一锅法串联反应，阐述串联反应机理以及不同活性位的协同作用等。本项目历时十余年，多项研究成果处于国际领先地位。承担国家杰出青年基金、国家自然科学基金委国际合作项目和上海市基础重大项目等一批科研项目；已发表96篇SCI论文，论文总他引1754次，其中8篇代表作总他引569次，8篇代表作中包括3篇J.Am.Soc.Chem.、1篇Angew.Chem.Int.Ed.、3篇ACSCatal.和1篇GreenChem.，主编英文1部、中文专著2部，参编英文专著1部；获中国授权发明专利23项。承办了全国催化剂制备科学与技术研讨会、全国精细化工催化会议、全国环境化学大会、资源化学国际学术研讨会等；项目负责人李和兴担任中国光催化专委会副主任、Appl.Catal.B副主编等，申报成功化学高原学科、环境功能材料教育部创新团队、资源化学教育部重点实验室、资源化学国际合作联合实验室、光化学能源材料111引智基地，入选Elsevier中国高被引学者化工学术领域第三名，在国际上有较高知名度和影响力。通过本项目研究，丰富和发展了多孔催化材料制备技术，拓展了绿色催化应用范畴，深化了绿色催化理论研究，为推动化学、材料和环境学科发展，推动非均相催化剂在绿色有机合成中的应用作出了重要贡献。知识产权情况：有效授权发明专利7件1.类别：授权发明专利专利号：200910200867.0专利名称：纳米球形介孔有机金属催化剂及其制备方法和应用发明人：张昉、康春梅、李和兴授权日期：2012-05-302.类别：授权发明专利专利号：201010114968.9专利名称：一种巯基功能化有序介孔硅固载的Au非均相催化剂及其制备方法和应用发明人：朱凤霞、李和兴、张昉授权日期：2012-06-063.类别：授权发明专利专利号：201010130835.0专利名称：介孔结构金属有机配位化合物多相催化剂的制备方法发明人：黄建林、朱凤霞、杨旭石、张昉、李和兴授权日期：2012-07-044.类别：授权发明专利专利号：一种双金属Pd/Y-MOF非均相催化剂及其制备方法和应用专利名称：201210422382.8发明人：黄金萍、凌红亚、李和兴授权日期：2015-04-225.类别：授权发明专利专利号：201310176009.3专利名称：一种有序介孔有机硅磁球Fe3O4@PMO材料的制备方法发明人：刘国华、高小双、徐向明、金荣华、程探宇授权日期：2016-05-116.类别：授权发明专利专利号：201410174583.X专利名称：一种Ru-Pd双金属负载型手性催化剂及其制备工艺发明人：刘国华、张大诚、王凯雯、吕雯雯、顾坤鹏、程探宇授权日期：2016-07-067.类别：授权发明专利专利号：201410081268.2专利名称：一种具有相转移催化性能的咪唑鎓盐型卡宾钯催化剂及其制备方法发明人：刘国华、张大诚、徐建友、赵乾坤、吴猛、王金玉授权日期：2016-06-15代表性论文专著目录：1. JianlinHuang,FengxiaZhu,WenhanHe,FangZhang,WeiWang,*andHexingLi*,“Periodicmesoporousorganometalsilicaswithmonoorbinaryorganometalsinsidethechannelwallsasactiveandreusablecatalystsinaqueousorganicreactions”,J.Am.Chem.Soc.,2010,132,1492-1493.2. FengxiaZhu,WeiWang,*andHexingLi*,“Water-mediumandsolventfreeorganicreactionsoverabifunctionalcatalystwithAunanoparticlescovalentlybondedtoHS/SO3HfunctionalizedPMO”,J.Am.Chem.Soc.,2011,133,11632-11640.3. FangZhang,YongyiWei,XiaotaoWu,HuangyongJiang,WeiWang*,HexingLi*,“Hollowzeoliticimidazolateframeworknanospheresashighlyefficientcooperativecatalystsfor[3+3]cycloadditionreactions”,J.Am.Chem.Soc.,2014,136,13963-13966.4. FangZhang*,ChaoLiang,XiaotaoWu,andHexingLi*,“AnanosphericalorderedmesoporousLewisacidpolymerforthedirectglycosylationofunprotectedandunactivatedsugarsinwater”,Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53,8498-8502.5. HuiLi*,ZhonghongZhu,FangZhang,SonghaiXie,HexingLi*,PingLi,XingguiZhou,“PalladiumnanoparticlesconfinedinthecagesofMIL-101:anefficientcatalystfortheone-potindolesynthesisinwater”,ACSCatal.,2011,1,1604-1612.6. FangZhang,*HuangyongJiang,XiaoyanLi,XiaotaoWu,andHexingLi*,“Amine-functionalizedGOasanactiveandreusableacid−basebifunctionalcatalystforone-potcascadereactions”,ACSCatal.,2014,4,4,394-401.7. JinpingHuang,WeiWang,*andHexingLi*,“Water-mediumorganicreactionscatalyzedbyactiveandreusablePd/Yheterobimetal-organicframework”,ACSCatal.,2013,3,1526-1536.8. TanyuCheng,DachengZhang,HexingLiandGuohuaLiu*,“Magneticallyrec