可见光催化协同路易斯碱催化碳碳键形成开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1引言路易斯碱催化是有机小分子催化领域中的一个重要分支，为医药、农药、材料、天然产物等的获取提供了可靠途径，在有机化学领域占有重要地位[1]，如人名反应moritabaylishillman反应、rauhutcurrier反应、陆氏[3 2]反应等。

几十年来，路易斯碱催化被广泛应用于各种不同类型的有机反应中，实现了复杂分子的高效合成[2]。

随着当今世界能源及生态环境危机的加剧,高效利用可再生能源迫在眉睫。

2. 研究的基本内容和问题

2.1 研究目标探究将路易斯碱催化和可见光催化协同起来，发展一种全新的有机催化模式的方法学，高效合成一系列的天然产物或高附加值的精细化工品。

2.2 研究内容1、以富电子烯烃与亲核试剂的加成反应为模板反应，筛选最佳的反应条件（如：光催化剂、路易斯碱及反应溶剂），在最优的反应条件下，对反应底物的普适范围进行考查，同时对反应的可能机理进行研究。

2、筛选最优的光催化剂，通过调节光催化剂的氧化还原电势，确定最优光催化剂。

3. 研究的方法与方案

以苯乙烯为反应底物，通过路易斯碱与可见光协同催化，实现富电子烯烃与亲核试剂的加成反应。以pr3为例，设想反应机理大致如下：pc吸收可见光，由基态跃迁到激发单重态pcs*，pcs*不稳定，通过系间蹿跃到激发三重态pct*，pct*氧化带有孤对电子的pr3，使其成为pr3[ ]阳离子自由基和负离子自由基态的光催化剂，pr3[ ]阳离子自由基是一类亲电自由基，会进攻富电子烯烃的端位，形成中间体i，中间体i的苄位的自由基被负离子自由基态的光催化剂还原成两性离子中间体ii，并且再生光催化剂，中间体ii攫取亲核试剂的活泼氢生成中间体iii和亲核试剂负离子，中间体iii的磷原子的α位碳与亲核试剂发生取代反应生成反应产物，并脱去pr3(图1)。

4. 研究创新点

4.1 特色与创新之处路易斯碱协同可见光催化有机反应的方法学研究到目前为止，报道得极少，这两种催化协同作用的模式是本论文的最大特色和创新之处。

并且利用新发展的方法学，实现药物分子或农药分子等精细化工品的高效绿色合成，为将来的工业化生产提供可供可能性。

5. 研究计划与进展

5.1研究计划第一阶段(2019.10—2019.11,2020.1—2020.3)1) 文献查询及文献综述撰写2) 筛选最佳的光催化剂、路易斯碱催化剂及反应溶剂3) 拓展底物范围4) 研究反应的可能机理第二阶段(2020.4—2020.5)1) 中期答辩2) 撰写毕业论文3) 毕业答辩5.2 预期进展1) 实现设想反应机理下的模板反应，并确定反应进行的最优条件2) 拓展底物的范围，扩展路易斯碱协同可见光催化模式的领域。