超高效均相金催化剂的理性设计

Gold catalysis is a landmark addition to the field of organic synthesis. Gold's synthetic usefulness notwithstanding, the relatively large catalyst loading needed in many gold catalyzed applications is impractical in large-scale synthesis or multistep syntheses because gold is an expensive metal and the catalyst is difficult to recycle. Our goal is to develop a broadly applicable, readily prepared cationic gold catalyst that is efficient at ppm loading levels and reaction temperatures equal or below 50oC. The use of relative low temperatures is important for the synthesis of complex target molecules, which usually contain sensitive functional groups. To design such a gold catalyst we focused on the three major aspect：1）rational ligand design; 2) counterion selection and design; 3) use of acidic co-catalyst. Combining the three factors and directed by mechanistic studies, we will be able to create a highly efficient gold catalyst which is economical in industry setting.

金催化是一个近年来在金属催化领域中的具有里程碑意义的突破，但其在工业和较大规模的有机合成中的应用却极为罕见。一个显然的原因是金是贵金属，并且目前在大部分金催化反应中的催化剂用量较高（一般需要1-5 mol%）。我们的目标是建立一个广泛适用的（适用各种金催化反应），超高效（催化剂用量达到ppm级别）的金催化剂；并且为了能使其能用于复杂含有敏感的官能团的靶标分子的合成，此催化剂应该在温和反应条件（如室温或小于50oC）也是有效的。这样的高效催化剂将使金催化成为工业化学合成的有力工具。我们提高传统金催化剂效率方案将从三方面入手：1. 配体设计；2. Counterion 选择与设计; 3. 共催化剂选择 。结合以上3方面，并以反应机理的研究为指导，我们将有希望将大多数（如果不是所有）的金催化反应的催化剂用量降到ppm级别.

金催化是一个近年来在金属催化领域中的具有里程碑意义的突破，但如果要想使金催化广泛用于较大规模的工业有机合成中，金催化剂用量必须大大降低（如降到ppm级别）。我们的目标是建立一个广泛适用的，超高效（催化剂用量达到 ppm 级别）的金催化剂体系.根据研究计划，我们在提高传统金催化剂效率方案从三方面入手：1. 配体设计；2.Counterion 选择; 3.共催化剂选择。我们的第一个工作是counterion的作用研究，我们发现它们对金催化的效率起了至关重要的作用；我们还发现银试剂（Counterion的来源）对金催化反应有很大意想不到影想.我们还对counterions 的物理特性在进行了理论研究.在共催化剂选择方面, 我们发现酸性共催化剂可以增加金催化循环中金催化剂再生过程速度，所以共催化剂在很多（大多数）金催化的反应中有很大的促进作用。尽管在我们的原始计划的重点是均相金催化剂的发展, 我们在负载型非均相催化剂方面也取得突破，我们发展了一种新型的聚合物载体,可以大大提高非均相纳米金催化剂的效率,我们还吧这种策略扩展其他金属如纳米铜的负载.我们还在金催化氟化氢亲核氟化方面取得重要进展。我们以易得的吡啶-氟化氢为氟化试剂，以常见的炔烃为反应底物原料在金催化下简单高效的得到重要中间体氟代酮,该反应是文献中首例氟化氢金属卡宾插入反应。