浙江大学优秀博士学位论文成果展作为浙江大学研究生学位论文质量年系列活动之一，重点展陈2021年校优秀博士学位论文成果，充分发挥优秀博士学位论文的示范引领作用，营造“对标一流、追求卓越”的高质量学位论文发展氛围，构建更加卓越的研究生教育体系，培养胸怀“国之大者”的高层次拔尖创新人才和领导者。
浙江大学研究生教育将持续推出“优博微享”专题，报道介绍获奖论文、导师及作者的相关情况，以期给同学们的科研学习生涯提供经验参考，共同探索追求科学研究的真知。
钯催化PIP导向惰性亚甲基
C(sp³)-H键不对称官能团化研究
论文作者：韩叶强
指导教师：史炳锋
所属学院：化学系
一级学科：化 学
博士论文简介
惰性亚甲基C(sp³)-H键的立体选择性活化极具挑战性，该论文针对这一科学难题，设计和发展新配体，建立了基于“位阻传递”策略的惰性亚甲基C(sp³)-H键立体选择性活化的普适性新体系，主要内容如下：
1、发展了3-氟代-6,6’-芳基取代的手性联萘磷酸配体，利用课题组发展的PIP导向基与手性配体的“位阻传递”效应，实现了钯催化惰性亚甲基C(sp³)-H键的不对称芳基化反应；
2、发展了3,3’-氟取代的联萘二酚手性配体，实现了钯催化惰性亚甲基C(sp³)-H键的不对称炔基化反应，高效构筑了手性β-位炔基取代的烷基酰胺类化合物；
3、基于PIP导向基和联萘二酚手性配体体系，实现了钯催化惰性亚甲基C(sp³)-H键的化学和立体选择性芳基化反应，高效构建了含α,β-连续手性中心的手性羧酸类衍生物。
导 师 说
韩叶强在研究生阶段致力于解决惰性亚甲基C(sp³)-H键的不对称活化转化问题。他与鄢胜壹博士开展合作，共同发展了一类非C2对称的手性磷酸配体，该配体与我们课题组发展的PIP导向基相互协作，初步解决了惰性亚甲基C(sp³)-H键不对称活化的立体选择性难题。之后我一直引导韩叶强同学攻读博士学位就要做有挑战、有体系的研究，要解决领域内的挑战性难题，而不要拘泥于现有体系的拓展。韩叶强在科研上勇于探索和创新，他进一步探索并发展了基于手性联萘酚配体的惰亚甲基C(sp³)-H键不对称活化反应体系，该体系是目前不对称亚甲基C(sp³)-H键活化领域中适用性最为广泛的体系。
作 者 说
我是2015年10月确定进入史老师课题组进行研究生阶段学习，能进入史老师课题组，是缘分和荣幸。感谢史老师在和我不到半小时的交流后，就激励我好好加油，准备面试。
2016年9月，我正式进入课题组学习，和大多数研究生一样，刚进入课题组时，对所要研究领域的认知基本上是一片空白。进入课题组后我替师兄师姐合成原料，一直持续到11月底。中途史老师问我是否要开展课题研究，我表示我还不熟练，想再学习一段时间，其实这是我对于如何开展课题毫无头绪的胆怯。一直鼓励我开展课题研究的是姚启钧博士，是他给我讲述了科学研究应该怎样才能做出前瞻性和创新性。如果没有姚师兄，我很有可能不会进入不对称惰性碳氢键活化的领域。很感谢姚师兄，我的第一个课题（惰性亚甲基碳氢键不对称芳基化），是姚师兄鼓励我去进行的，也很快有了让人兴奋的结果。从2017年1月到2018年1月，我和鄢胜壹博士合作，合成了50多个手性配体，却始终没有得到理想的结果。在这期间，是史老师一直鼓励我们这个研究的重要性，不要放弃。一直“折腾”到18年5月，这个工作才发表在Angew上。
第一个工作发表后，我进行了一段时间的分子内反应的拓展，虽然结果较之前有所提高，但普适性依旧有一定的局限性，自己也不知所措，毫无方向。史老师这个时候告诉我可以其他官能团化（炔基化）的尝试，一开始我是有点抵触，因为只是改变了官能团化的形式，即使能够实现，难免会让人觉得有点“审美疲劳”。现在回头想想，那时候的我对于这个领域的了解和把握还是太少，才会有那样稚嫩的想法。幸运的是，用现有的体系进行各种尝试后，都无法诱导出立体选择性。称之为幸运，是因为我们需要使用新体系去实现该反应。ee值是衡量不对称反应的重要数据，之前的尝试一直给出0的结果，很幸运当我尝试用手性联萘酚时，ee值变成了5%。这个“从无到有”的变化，让我真切的体验到了投入科研后有所收获的喜悦。手性联萘酚的形状像极了“X”，像数学中的未知数，在不同条件下给予不同的可能和希望。也因此，在博士期间，基于联萘酚配体，我们实现了一系列惰性亚甲基碳氢键的不对称转化。
研究生五年，大部分时间是在那个一米宽的通风橱前度过的，虽然它只有那么一丁点大，却让我可以绘画自己大大的梦想。同时也祝愿大家能够在自己那一亩三分地里，经过自己几年的耕耘，得自己所得，爱自己所爱。
学术成果
韩叶强博士在读期间紧紧围绕如何实现惰性亚甲基C(sp³)-H键的立体选择性活化这一科学分体，分别发展了手性联萘磷酸(CPA)和手性联萘酚(BINOL)两类配体，借助于课题组发展的PIP导基，基于“位阻传递”策略建立了惰性亚甲基C(sp³)-H键立体选择性活化的普适性新体系。实现了惰性亚甲基C(sp³)-H键不对称芳基化反应(ACIE,2018,57,9093)；利用BINOL配体，更加高效实现了惰性亚甲基C(sp³)-H键不对炔基化反应(JACS,2019,141,4558)；同时使用BINOL配体，实现了惰性亚甲基C(sp³)-H键立体、化学选择性芳基化反应，该方法可以高选择性合成连续手性中心的酰胺化合物。同时基于这两种配体，实现了其他的一系列碳氢键官能团化反应。这两类催化体系，成为了迄今为止惰性亚甲基碳氢键不对称活化领域中适用性最为广泛的体系。
来源：浙江大学研究生教育
