化苑講壇第612期
報告題目：開殼層反應體系機制探微：從自由基反應到可持續金屬催化
報告人：張之涵 研究員
報告時間：2023年2月22日（周三）下午14:30-16:00
報告地點：化學樓二樓一號會議室
個人簡介：
張之涵研究員在中山大學化學學院柯卓鋒教授的指導下開始接觸計算化學；2016年本科畢業后前往香港科技大學攻讀博士學位，師從林振陽講席教授；2020年獲得博士學位后赴南方科技大學余沛源老師課題組任博士后研究員，目前任職于華中師范大學化學學院。張之涵研究員的主要研究興趣聚焦可持續金屬催化體系以及自由基反應，通過計算化學研究手段探究反應機理和成鍵機制，并揭示其中復雜的電子結構和反應歷程。過去的幾年中，張之涵通過理論計算研究了一系列有特色的金屬有機以及有機催化體系的反應機理，發掘了鐵催化中雙態反應性的根源，揭示了銅催化自由基不對稱轉化的機制，并作為理論計算第一完成人在Nature、JACS、Angew、Nat. Commun.、ACS Catal.等雜志上發表論文。
報告簡介：
自由基反應是現代有機化學合成的重要基石。與傳統的雙電子反應的設計邏輯不同，由于單電子的存在，自由基物種往往具有稟異的反應活性和選擇性，這使得自由基的定向轉化挑戰與機遇并存：一方面，自由基反應過程中生成的開殼層中間體較活潑，難以通過實驗手段直接觀測，機理撲朔迷離，反應難于控制；另一方面，經典的加成反應和偶聯反應往往局限于sp和sp2雜化底物， 而自由基反應獨辟蹊徑，擅長利用sp3雜化底物，這極大地豐富了底物的來源， 與此同時自由基反應易于生成更穩定且可能具有前手性的2?和3?碳中心自由基，為手性化合物的構筑提供了新的思路，以上特征使得自由基反應可以與傳統的雙電子反應形成有機的互補，從而拓寬合成化學的邊界。
相對于鈀、銠、鉑、銥等貴金屬，第一周期過渡金屬（3d 金屬）地殼儲量豐富、使用成本低廉、生物相容性好，因而被視作可持續金屬。可持續金屬獨特的化學性質源于其價層3d軌道所賦予的豐富的氧化態和自旋態，這使得它們易于發生單電子轉移從而引發和控制自由基反應，或是通過金屬中心開殼層的電子結構實現全新的反應性和選擇性。本次報告擬匯報一些銅催化自由基不對稱轉化反應機制的理論研究，以及開殼層鐵催化1,4-氫烯基化反應機理的理論研究。希望通過分享以上自由基反應及可持續金屬催化反應的理論研究工作，一窺開殼層反應體系復雜、新穎而又精彩的化學。
