过渡金属催化C-H 键活化(官能团化)反应是当前有机化学研究中的热点问题,新反应和新现象的涌现为机理研究提供了机遇和挑战。为此,公司夏远志课题组以密度泛函理论计算为手段,对无外加氧化剂条件下的Rh(III)催化C-H 活化反应进行了较系统的机理研究,首次从理论上提出了Rh(V) 中间体的产生机制及其在C-N 环化反应中的重要作用,并将这一机理运用于一系列Rh(III) 催化碳氢活化/环化反应的理解中。
通过系统的机理研究,该课题组提出了Rh(III)催化碳氢活化反应中Rh(V)中间体的产生机制(J. Org. Chem. 2012, 77, 3017;Featured Article; 封面文章),讨论了不同碳氢活化/环化反应中Rh(V)中间体的重要作用(Chem. Eur. J. 2015, 21, 9209),解释了芳基对反应路径的调控原理(Organometallics 2015, 34, 3012),揭示了内部氧化剂起作用方式的差别对反应选择性的重要影响(J. Org. Chem. 2015, 80, 8113; J. Org. Chem. 2016, 81, 2635)。这些机理研究作为实验工作的重要补充,在解释实验现象、揭示反应规律、设计新的合成等方面具有重要意义。
另外,夏远志课题组在国内外学术合作方面也取得了系列进展。应邀与美国伊利诺伊大学D. Lee 教授、南京大学史壮志教授等课题组开展合作,承担C-H 活化或官能团化反应的机理研究工作,多项合作研究成果在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci. 等权威期刊发表。
上述研究工作得到了国家自然科学基金(21572163,21372178,21002073)、浙江省自然科学基金(LY13B020007)和浙江省化学重中之重学科的资助。