2016年度國家科技獎候選項目公示
2016年度國家科技獎推薦工作正在進行，根據(jù)《國家科學技術獎勵條例》及其實施細則，為確保獎勵的公正性，現(xiàn)將我所本年度推薦國家自然科學獎候選項目的項目名稱、項目簡介、客觀評價、代表性論文目錄、主要完成人情況、完成人合作關系說明、推薦單位意見在“中國科學院上海有機化學研究所”網(wǎng)站上公布10天，征求意見。
自公布之日起，任何單位和個人對公布的情況有異議，或有文字錯漏需要更正的，應當以真實身份書面向科研處提出，匿名異議不予受理。
電話：021-54925225。Email：lrr@sioc.ac.cn
特此公告。
項目名稱：高效不對稱碳-碳鍵構筑若干新方法的研究
項目簡介：
本項目屬“有機化學”學科中的“有機合成化學”領域。不對稱合成是獲得手性化合物最有效的方法，在有機合成、藥物研究、精細化工等方面具有重要意義。本項目在科技部、自然科學基金委、中科院和上海市科委的資助下，圍繞碳–碳鍵的高選擇性不對稱構筑這一挑戰(zhàn)性問題，針對手性胺、雙烯和硫烯的不對稱合成及催化反應，系統(tǒng)地研究了三大類碳–碳鍵不對稱合成方法，取得了國際領先成果：
1．開拓性地運用二碘化釤單電子供體性能，一步實現(xiàn)手性亞磺酰亞胺與醛、自身或硝酮的不對稱還原偶聯(lián)，成為合成β-氨基醇，C2對稱及非對稱鄰二胺的新方法；上述亞胺還可在鋅或銦參與下，與多官能團化的烯丙基溴反應，合成多樣的手性高烯丙胺，并可實現(xiàn)立體構型的調控及首例的水相反應，用于制備系列氨基酸或異吲哚啉酮。成果為多類手性胺的合成提供了非常簡捷高效的合成方法。
2．發(fā)展了具有特色的手性雙烯配體，成功應用于銠或鈀催化的不對稱反應，解決了已有配體在一些重要反應中無法解決或尚不能很好解決的高效和高選擇性問題。從環(huán)辛二烯或二聚環(huán)戊二烯出發(fā)，方便地制備到C1或C2對稱雙烯。在銠催化的亞胺芳基化反應中，所發(fā)展的雙烯配體被認為“是這一反應的理想配體”，為同類反應中最好。在雙烯—銠絡合物催化的烷基亞胺芳基化反應中，解決了多年來烷基亞胺不穩(wěn)定、易異構化和硼酸質子化脫硼等難點，得到優(yōu)秀的產率和對映選擇性。首次實現(xiàn)芳基硼酸對α位無取代的硝基烯的高對映選擇性加成。首次實現(xiàn)雙烯—鈀催化的不對稱偶聯(lián)反應及首例雙烯—銠水相不對稱催化反應。兩種手性雙烯配體已在國際試劑公司Sigma-Aldrich商品化銷售。成果獲國際同行廣泛評價和應用。
3．整合手性亞磺酰基誘導及雙烯配體的特性，發(fā)展了一類全新的線性分子骨架的手性硫烯配體。通過金屬與硫和烯配位，硫的手性可對反應的對映選擇性進行有效控制。在銠催化的α-酮酸酯和α-二酮的1，2-不對稱加成反應中取得優(yōu)秀結果，完成了抗憂郁藥物依他普侖手性1,2-二氫異苯并呋喃骨架的首次不對稱催化合成。成果突破了手性配體的傳統(tǒng)設計理念，配體結構極其簡單但性能卓越，為手性配體的發(fā)展提供了一個新的方向。
相關成果在重要國際刊物J. Am. Chem. Soc. (3篇)、Angew. Chem. Int. Ed. (2篇)、Acc. Chem. Res. (1篇)、Chem. Commun.(5篇) 、Org. Lett. (14篇)等上發(fā)表。20篇主要論文他引1135次，單篇最高165次，8篇代表性論文他引590次，篇均73.8次。據(jù)Thomson公司最新統(tǒng)計，3篇論文為所在領域高引論文(Top 1%)。撰寫中文（2部）、英文（1部）著作。申請中國發(fā)明專利10項，授權6項，實施轉讓1項。項目執(zhí)行階段培養(yǎng)博士17名，博士后5名，其中1人獲上海市優(yōu)秀畢業(yè)生，2人入選中科院百人計劃，1人獲國家杰出青年基金，8人在科學院或高校任教授/副教授。項目第一完成人在國際學術會議上作大會或邀請報告14次；獲2006年何梁何利基金科學與技術進步獎，2012年第五屆全國優(yōu)秀科技工作者，2013年中國產學研合作創(chuàng)新獎。
項目研究成果對手性有機化學及藥物研發(fā)等領域具有重要意義，極大地推動了不對稱反應的研究與發(fā)展。
客觀評價：
本項目研究成果為國際首創(chuàng)，受到國內外同行的廣泛關注和認可，20篇主要論文被他引1135次，篇均56.8次，單篇最高他引165次。20篇論文中有12篇被德國化學會評論期刊Synfacts選為亮點進行專文評述；5篇論文分別被美國化學會ACS “Heart Cut”, “Noteworthy Chemistry”以及英國行業(yè)雜志Speciality Chemicals Magazine進行專題評述。所發(fā)表的論文9篇論文被Organic Chemistry Portal 網(wǎng)站介紹和評價，受到Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Aldrichim. Acta, Synthesis及Angew. Chem. Int. Ed.的28篇綜述性論文積極評述。項目第一完成人林國強應邀在國際會議上作大會或邀請報告16次。
1.基于手性N-叔丁基亞磺酰亞胺手性誘導策略的重要手性胺的高效合成
意大利佛羅倫薩大學教授Goti在Angew. Chem. Int. Ed. (2005, 44, 7832)的Highlights中評價非對稱鄰二胺的合成工作“發(fā)現(xiàn)了一個非常令人感興趣的以對映純的N-叔丁基亞磺酰亞胺為受體的反應”、“是第一個不同亞胺物種之間對映選擇性交叉偶聯(lián)的例子”。美國化學會ACS “Heart Cut”則用“一個容易的方法制備光學純1,2-二胺”為題介紹：“提供了不對稱合成中廣泛應用的手性鄰二胺的直接合成”。法國摩爾化學研究所Ferreira 和 Chemla教授也評價我們的工作是“合成光學純手性乙二胺的一個高效直接的方法”(Chem. Soc. Rev.2009, 38, 1162)。
對于手性β-氨基醇的工作，德國科學院院士Knochel高度評價該工作“為合成一些有價值和意義的天然β-氨基醇類化合物，如赤色二氫鞘氨醇（erythro-sphinganine）和抑胃酶氨酸（statine），提供了一個非常簡便的對映選擇性合成方法。如果不用該方法，這些化合物的合成將相當困難”(Synfacts 2005, 3, 331)。德國明斯特大學Glorius教授在Synthesis (2006, 1899)中也評述“這個方法提供了一條非常高效的合成β-氨基醇的路線”。美國加州大學伯克利分校Ellman教授在Chem. Rev. (2010, 110, 3600)中同樣認為該反應“已被證明是一個非常有力的β-氨基醇匯聚式合成的方法”。
鋅參與的不對稱烯丙基化反應被美國化學會“Heart Cut” (Dec. 4, 2006) 以“通過出色的立體控制制備手性高烯丙胺”為題評述“只是簡單的反應條件調節(jié)就可以以同樣出色的非對映選擇性得到立體控制完全相反的高烯丙基胺”。多取代的手性α-甲烯基-γ-丁內酰胺砌塊的高效構建工作被美國化學會選為“Noteworthy Chemistry”(Nov. 29, 2010)，以“一鍋合成法制備手性α-甲烯基-γ-丁內酰胺”為題進行了詳細介紹。
銦參與的水相不對稱烯丙基化反應，被西班牙阿利坎特大學Foubelo教授評價“實現(xiàn)了首例實用的高光學活性的高烯丙胺的水相合成”(Chem. Rev. 2013, 113, 5595)。
上述出色工作，在2007年被邀請在Acc. Chem. Res. (2008, 41, 831)撰寫總結性綜述，被他引148次。
2.兩類新型骨架手性雙烯配體的設計合成及其在不對稱催化中的應用
兩個手性雙烯配體被Wiley出版社的《有機合成試劑電子百科》收錄(DOI: 10.1002/047084289X.rn01498)，并在國際化學試劑公司 Sigma-Aldrich銷售。雙環(huán)手性雙烯被美國芝加哥大學Yamamoto教授認為這樣的“設計很有意思，順并雙環(huán)[3.3.0]骨架模擬了橋環(huán)分子特有的鍥形結構，而且(從手性醇出發(fā))合成只需3步，Ar基團的變化很容易通過Suzuki偶聯(lián)實現(xiàn)”，并預測“這類配體有望在銠及其它金屬催化的反應中應用”(Synfacts 2007, 8, 847)。
雙烯—銠催化的芳基亞胺的不對稱芳基化反應受到Synfacts (2007, 8, 0847)積極評述，文章已被他引165次，獲瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院Carreira教授高度評價，“雙環(huán)[3.3.0]二烯配體看上去是這一反應的最為理想配體，使得這一加成反應可以獲得優(yōu)秀的產率和集中的高對映選擇性(98-99% ee)”(Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4482)。作為手性胺合成的優(yōu)秀示例，Taber認為我們“建立了一個手性二芳基甲胺合成的堅實的方法”(Organic Chemistry Portal, 2008, Feb. 18)。中性條件下的烷基亞胺的芳基化反應，解決了烷基亞胺不穩(wěn)定、易變質和硼酸質子化脫硼等糾結多年的問題(Synfacts 2011, 3, 0290)。水相的不對稱加成被加拿大多倫多大學Lautens教授評述“發(fā)展既高效又高選擇性的水相不對稱反應通常是難以實現(xiàn)的”，是“首例手性雙烯/金屬配合物催化的水相不對稱反應” (Synfacts 2008, 11, 1181)。硝基烯共軛加成首次實現(xiàn)了反應的高對映選擇性控制，大連化學物理研究所萬伯順研究員指出“(此前的研究)沒有顯著的進步，直到最近林等報道了高效的銠催化的不對稱對2-硝基烯烴的加成反應”(J. Org. Chem. 2012, 77, 3071)；美國愛荷華大學Nguyen教授使用我們的手性雙烯配體取得優(yōu)秀結果，并其稱為“林配體”（J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11912）。
3.一類結構極其簡單的全新手性硫烯配體的設計合成及在不對稱催化中的應用
設計的手性亞磺酰胺-烯配體被Synfacts (2011, 9, 0985)作為亮點評述，認為“發(fā)展了一類具有簡單和柔性結構的新穎亞磺酰胺-烯雜交配體”。尤其是結構極其簡單的線性分子骨架手性硫烯配體的發(fā)現(xiàn)被Yamamoto積極評述，認為我們“發(fā)展了一類新穎的結構極其簡單的手性硫烯雜交配體”，是一個“獨特的配體”、“有前景的配體”(Synfacts 2012, 8, 0651)。配體在芳基硼酸對α-酮酸酯以及α-二酮的不對稱1,2-加成中的應用，首次完成了抗憂郁藥物依他普倫中1,3-二氫異苯并呋喃結構的催化不對稱合成，被Synfacts (2012, 8, 0422) 高度評價：“是第一個α-二酮的對映選擇性催化加成的例子”，“當兩個芳基部分區(qū)分非常小時仍能獲得很高的對映選擇性，這些結果是不同凡響的”。英國的行業(yè)雜志Speciality Chemicals Magazine在2012年2月“基于硫的手性化學”專欄文章中認為這些手性硫烯配體在高對映選擇性1,2-加成中的應用“最有前景”，評述“尤其是這個方法可以成功用于已有不對稱方法難以實現(xiàn)的具有重要藥理研究價值的手性1,3-二氫異苯并呋喃類化合物的合成?！?/span>
代表性論文目錄：
1)A highly efficient and direct approach for synthesis of enantiopure beta-amino alcohols by reductive cross-coupling of chiral N-tert-butanesulfinyl imines with aldehydes. Journal of the American Chemical Society 2005, 127, 11956-11957 Yu-Wu Zhong，Yi-Zhou Dong，Kai Fang，Kenji Izumi，Ming-Hua Xu,* Guo-Qiang Lin*
2) An advance on exploring N-tert-butanesulfinyl imines in asymmetric synthesis of chiral amines.Accounts of Chemical Research 2008, 41, 831-840 Guo-Qiang Lin,* Ming-Hua Xu，Yu-Wu Zhong，Xing-Wen Sun
3) Design of C-2-symmetric tetrahydropentalenes as new chiral diene ligands for highly enantioselective Rh-catalyzed arylation of N-tosylarylimines with arylboronic acids. Journal of the American Chemical Society 2007, 129, 5336-5337 Zhi-Qian Wang，Chen-Guo Feng，Ming-Hua Xu,* Guo-Qiang Lin*
4）Rhodium-catalyzed asymmetric conjugate addition of organoboronic acids to nitroalkenes using chiral bicyclo [3.3.0] diene ligands. Angewandte Chemie-International Edition 2010, 49, 5780-5783 Zhi-Qian Wang，Chen-Guo Feng，Shu-Sheng Zhang，Ming-Hua Xu,* Guo-Qiang Lin*
5）Highly enantioselective arylation of N-tosylalkylaldimines catalyzed by rhodium-diene complexes. Journal of the American Chemical Societ 2011, 133, 12394-12397 Zhe Cui，Hong-Jie Yu，Rui-Feng Yang，Wen-Yun Gao，Chen-Guo Feng,* Guo-Qiang Lin*
6）Rhodium-catalyzed, highly enantioselective 1,2-addition of aryl boronic acids to α-ketoesters and α -diketones using simple, chiral sulfur-olefin ligands. Angewandte Chemie-International Edition 2012, 51, 780-783 Ting-Shun Zhu，Shen-Shuang Jin，Ming-Hua Xu*
7）Samarium diiodide-induced asymmetric synthesis of optically pure unsymmetrical vicinal diamines by reductive cross-coupling of nitrones with N-tert-butanesulfinyl imines. Organic Letters 2004, 6, 3953-3956 Yu-Wu zhong，Ming-Hua Xu,* Guo-Qiang Lin
8）Room-temperature highly diastereoselective Zn-mediated allylation of chiral N-tert-butanesulfinyl imines: Remarkable reaction condition controlled stereoselectivity reversal. Organic Letters 2006, 8, 4979-4982 Xing-Wen Sun，Ming-Hua Xu,* Guo-Qiang Lin*
主要完成人情況：
1.林國強，排名第1，行政職務：無，技術職稱：研究員
工作單位：中國科學院上海有機化學研究所，完成單位：中國科學院上海有機化學研究所
對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：項目負責人，負責項目工作的設計和研究工作的指導、項目的實施，對項目科學發(fā)現(xiàn)點1、2有創(chuàng)造性貢獻，是第二篇代表性論文的通訊作者和第一作者，是第一、三、四、五、八篇代表性論文的共同通訊作者。
2.徐明華，排名第2，行政職務：無，技術職稱：研究員
工作單位：中國科學院上海藥物研究所，完成單位：中國科學院上海藥物研究所
對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：本項目的第二負責人。參與項目的設計和指導，對于項目主要科學發(fā)現(xiàn)點1、2、3有創(chuàng)新性貢獻，尤其是對科學發(fā)現(xiàn)點3，提出了手性硫烯配體的理念。是本項目第 一、三、四、八篇代表性論文的共同通訊作者和第六、七篇代表性論文的通訊作者，第二篇代表性論文的第二作者。
3.鐘羽武，排名第3，行政職務：無，技術職稱：研究員
工作單位：中國科學院化學研究所，完成單位：中國科學院上海有機化學研究所
對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：是手性胺研究的主要研究人員，首次將二碘化釤應用于N-叔丁基亞磺酰亞胺化學，實現(xiàn)了其與硝酮、醛和自身的交叉或自偶聯(lián)反應合成手性鄰二胺和氨基醇。進行了科學發(fā)現(xiàn)點1.1和1.2的研究工作，是第一篇和第七篇代表性論文的第一作者，第二篇代表性論文的第三作者。
4.馮陳國，排名第4，行政職務：無，技術職稱：副研究員
工作單位：中國科學院上海有機化學研究所，完成單位：中國科學院上海有機化學研究所
對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：是手性雙烯研究的主要研究人員，進行了兩類手性雙烯配體合成及其在有機硼試劑對α，β-不飽和羰基底物及亞胺加成反應中的應用研究。進行了項目科學發(fā)現(xiàn)點2的研究，是第五篇代表性論文的共同通訊作者，是第三和四篇代表性論文的第二作者。
5.孫興文，排名第5，行政職務：化學系系主任助理，技術職稱：副教授
工作單位：復旦大學，完成單位：中國科學院上海有機化學研究所
對本項目技術創(chuàng)造性貢獻: 是手性胺研究的主要研究人員，首先進行鋅和銦參與的烯丙基溴試劑對N-叔丁基亞磺酰亞胺的不對稱加成研究，發(fā)現(xiàn)了改變反應條件可對反應非對映選擇性進行完全調控及水相的烯丙基化反應。進行了科學發(fā)現(xiàn)點1.3的研究，是第八篇代表性論文的第一作者，第二篇代表性論文的第四作者。
完成人合作關系說明：
項目第一完成人林國強，系中國科學院上海有機化學研究所研究員，從上世紀八十年代就開展不對稱反應研究，在本項目執(zhí)行10余年來，負責項目的設計、指導和實施，是代表性論文1,3,4,5,8的共同通訊作者，代表性論文2的通訊作者和第一作者。
項目第二完成人徐明華，于2003年9月-2005年7月期間，在中國科學院上海有機化學研究所任副研究員，為林國強的研究助手，協(xié)助其進行研究課題指導，并完成了基于手性叔丁基亞磺酰亞胺的研究工作和部分手性雙烯配體的研究工作。2005年7月入職中國科學院上海藥物研究所，但仍然與林國強課題組保持合作關系，并創(chuàng)造性地結合在上海有機所完成的工作，開創(chuàng)了手性硫烯配體的研究。與林國強研究員是代表性論文1,3,4，8的共同通訊作者，代表性論文6和7的通訊作者，代表性論文2的第二作者。
項目第三完成人鐘羽武，于1999年9月-2004年7月期間，作為中國科學院上海有機化學研究所林國強研究員的研究生，進行了二碘化釤促進的叔丁基亞磺酰亞胺的偶聯(lián)反應研究工作，是代表性論文1和7的第一作者，代表性論文2的第三作者。
項目第四完成人馮陳國，于2006年9月-2009年7月期間，作為中國科學院上海有機化學研究所林國強研究員的研究生，進行了手性雙烯配體的研究工作。從2009年7月開始，作為助理研究員，在林國強課題組繼續(xù)進行手性雙烯相關工作。與林國強研究員是代表性論文5的共同通訊作者，是代表性論文3和4的第二作者。
項目第五完成人孫興文，于2002年9月-2007年7月期間，作為中國科學院上海有機化學研究所林國強研究員的研究生，主要進行了鋅、銦促進的叔丁基亞磺酰亞胺烯丙基化反應研究，是代表性論文8的第一作者，代表性論文2的第四作者，并作為作者之一與林國強共同出版書籍一部。
推薦單位意見：
我單位認真審閱了該項目推薦書及附件材料，確認全部材料真實有效，相關欄目均符合國家科學技術獎勵工作辦公室的填寫要求。
按照要求，我單位和項目完成單位都已對該項目的擬推薦情況進行了公示，目前無異議。
該項目以發(fā)展高效實用的不對稱碳–碳鍵合成方法為核心目標，圍繞手性配體/催化劑的易得和高效、反應的高選擇性及高產率、可操作及調控性、環(huán)境友好等重要科學問題進行研究，設計發(fā)展了多類基于容易脫除的手性亞磺酰胺輔劑誘導策略的高立體選擇性反應和一系列結構簡單、合成方便、催化性能獨特的新型手性雙烯和硫烯配體，系統(tǒng)地探索了它們在多種結構重要的有機功能分子、天然產物和生物活性分子的高效不對稱合成和系列過渡金屬催化的高對映選擇性反應中的應用，取得一系列具有國際領先水平的原創(chuàng)性研究成果。20篇主要論文他引1135次，單篇最高165次，8篇代表性論文他引590次，篇均73.8次。據(jù)Thomson公司最新統(tǒng)計，3篇論文為所在領域高引論文(Top 1%)。撰寫中文（2部）、英文（1部）著作。申請中國發(fā)明專利10項，授權6項，實施轉讓1項。項目執(zhí)行階段培養(yǎng)博士17名，博士后5名，其中1人獲上海市優(yōu)秀畢業(yè)生，2人入選中科院引才計劃，1人獲國家杰出青年基金。上述工作獲得國際國內同行的高度評價，對有機化學，尤其是不對稱催化領域的發(fā)展具有重要指導意義，并起到了積極的推動作用。
對照國家自然科學獎授獎條件，推薦該項目申報2016年度國家自然科學二等獎。
中國科學院上海有機化學研究所
2016年1月4日
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