2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎近日揭曉，本次共授獎281項（人），其中授予中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院葛均波教授上海市科技功臣獎，授予馮世進(jìn)等10人上海市青年科技杰出貢獻(xiàn)獎，自然科學(xué)獎45項，技術(shù)發(fā)明獎33項，科技進(jìn)步獎181項，科學(xué)技術(shù)普及獎10項, 授予1位外籍專家國際科技合作獎。
以中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所為第一完成單位、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)為第二完成單位，由趙剛研究員等人完成的成果“基于氨基酸的有機催化劑設(shè)計、合成及其應(yīng)用”獲得本年度上海市自然科學(xué)一等獎。
以中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所為第一完成單位、中國科學(xué)院化學(xué)研究所為第二完成單位，由高希珂研究員等人完成的成果“硫雜萘二酰亞胺類高性能n-型有機半導(dǎo)體材料”獲得本年度上海市自然科學(xué)二等獎。
基于氨基酸的有機催化劑設(shè)計、合成及其應(yīng)用
不對稱催化是獲得手性化合物最高效的方法之一，在有機合成、藥物研究等方面具有重要意義。“基于氨基酸的有機催化劑設(shè)計、合成及其應(yīng)用”項目在科技部、自然科學(xué)基金委、中科院和上海市科委的資助下，圍繞高效不對稱有機催化、立體選擇性地構(gòu)筑手性中心等科學(xué)問題，基于廉價、易得的天然手性氨基酸，發(fā)展了一系列新型有機小分子催化劑及高分子負(fù)載有機催化劑，系統(tǒng)地研究了不對稱催化羰基還原、不飽和烯酮環(huán)氧化、碳-碳（雜）鍵形成和多組分串聯(lián)反應(yīng)，為手性化合物、光學(xué)活性藥物和天然產(chǎn)物的合成提供了新方法，取得了具有國際領(lǐng)先水平的原創(chuàng)性研究成果：
1）基于天然氨基酸設(shè)計、合成一系列新型手性含氫鍵的雙功能中性膦及手性離子對（手性季銨鹽、季膦鹽）。首次提出和發(fā)展了手性有機膦雙試劑催化的概念和策略，并應(yīng)用于Mannich、Strecker、共軛加成、環(huán)加成等反應(yīng)；該類反應(yīng)具有低催化當(dāng)量以及時間短的特點，并揭示了氫鍵協(xié)同催化機理，豐富了有機膦催化化學(xué)。
2）基于天然氨基酸設(shè)計、合成了一系列新型手性伯胺-仲（叔）胺、叔胺-硫脲（脲）等有機催化劑。實現(xiàn)了高效、高對映選擇性催化碳-碳（氧、氟）鍵形成等反應(yīng)，發(fā)展了多組分串聯(lián)反應(yīng)一步形成多個手性中心。發(fā)展的反應(yīng)方法學(xué)已應(yīng)用于手性含氟化合物、復(fù)雜天然產(chǎn)物及手性藥物中間體的合成，具有潛在的應(yīng)用前景。
3）高分子負(fù)載型手性有機催化劑的設(shè)計、合成及其應(yīng)用?；谔烊话被?，設(shè)計、合成二類新型（不溶性、結(jié)構(gòu)可控可溶性）高分子負(fù)載手性催化劑，應(yīng)用于高效不對稱催化潛手性羰基的還原或不飽和烯酮的環(huán)氧化反應(yīng)。系統(tǒng)地研究催化劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，實現(xiàn)了負(fù)載手性催化劑的高效性、回收利用。發(fā)展的硼氫還原方法應(yīng)用于手性藥物替卡格雷和他司美瓊等合成新工藝及其實際生產(chǎn)。
項目執(zhí)行期間發(fā)表SCI論文110篇，其中包括Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、ACS Catal.等。他引3955次。5篇代表性論文他引432次, 單篇最高219次。編著《綠色有機催化》（1部）、翻譯著作（1部），參編《不對稱有機反應(yīng)》、《Recoverable and Recyclable Catalysts 》、《Efficiency in Natural Product Total Synthesis》。中國發(fā)明專利授權(quán)7項。培養(yǎng)博士27名，其中2人獲中科院院長優(yōu)秀獎，1人獲上海市"東方學(xué)者"特聘教授，7人在高校任教授/副教授。項目第一完成人在國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議上作大會或邀請報告近120次；2005年國家自然科學(xué)基金委杰出青年基金、2009年國務(wù)院政府特殊津貼、2010年中科院“百人計劃”、2011年中國化學(xué)會有機化學(xué)委員會SciFinder有機合成創(chuàng)造獎、2011年“上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人。該項目研究成果對有機化學(xué)及藥物合成化學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義，推動了有機化學(xué)的研究與發(fā)展。
趙剛研究員團隊
硫雜萘二酰亞胺類高性能n-型有機半導(dǎo)體材料
針對有機半導(dǎo)體材料的發(fā)展瓶頸- -n型（電子傳輸）有機半導(dǎo)體相對于p-型（空穴傳輸）有機半導(dǎo)體發(fā)展滯后、材料匱乏且缺乏有效的分子設(shè)計策略，以及有機半導(dǎo)體材料創(chuàng)制與性能調(diào)控的關(guān)鍵科學(xué)問題，“硫雜萘二酰亞胺類高性能n-型有機半導(dǎo)體材料”項目創(chuàng)新性地采用“在缺電子的萘二酰亞胺（NDI）芳核上稠合富電子的硫雜環(huán)，結(jié)合拉電子基團封端、長分支烷基促溶”的新策略，創(chuàng)制了全新結(jié)構(gòu)的高性能n-型有機半導(dǎo)體材料NDI-DTYM2和首例插烯四硫富瓦烯（VTTF）類n-型有機半導(dǎo)體材料NDI-VTTF，揭示了取代基結(jié)構(gòu)調(diào)控有機半導(dǎo)體材料器件性能的新規(guī)律，實現(xiàn)了高性能n-型有機半導(dǎo)體材料NDI-DTYM2的“一鍋法”高效制備新方法，為其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。主要科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)為以下3個方面：
1）創(chuàng)新性地采用“在缺電子的萘二酰亞胺芳核上稠合富電子的硫雜環(huán)，結(jié)合拉電子基團封端、長分支烷基促溶”的新策略，發(fā)展了全新結(jié)構(gòu)的高性能n-型有機半導(dǎo)體分子NDI-DTYM2和首例插烯四硫富瓦烯類n-型有機半導(dǎo)體分子NDI-VTTF，推動了有機半導(dǎo)體分子創(chuàng)制科學(xué)的發(fā)展。
2）制備了不同烷基取代的NDI-DTYM2類n-型有機半導(dǎo)體材料，實現(xiàn)了側(cè)鏈結(jié)構(gòu)對材料器件性能的高效調(diào)控，材料表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，電子遷移率高達(dá)3.5 cm2 V-1 s-1，發(fā)現(xiàn)并闡明了利用烷基分支點位置調(diào)控材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和器件性能的新規(guī)律，極大地推動了有機半導(dǎo)體材料的“取代基工程”的研究和高性能有機半導(dǎo)體材料的創(chuàng)制。
3）發(fā)展了高性能n-型有機半導(dǎo)體材料NDI-DTYM2 “先芳香親核取代-后酰亞胺化”的“一鍋法”制備新方法，該方法操作簡單，普適性強，實現(xiàn)了材料的結(jié)構(gòu)多樣性和性能可調(diào)性，優(yōu)化反應(yīng)條件后，在企業(yè)實現(xiàn)了材料的公斤級制備，大幅降低了材料的合成成本，為材料的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
該項目在J. Am. Chem. Soc., Chem. Mater., Org. Lett., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., J. Mater. Chem. C., ACS Macro Lett.等重要國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文27篇，其中5篇代表性論文他引556次，單篇最高他引245次；同時，授權(quán)中國發(fā)明專利8項，申請國際PCT專利2項，授權(quán)美國、日本、韓國和歐洲專利各1項。培養(yǎng)博士4名（其中2人獲得中科院百人計劃資助，1人獲得雙一流高校特聘副教授職位），碩士10名。并將項目成果融入科學(xué)普及工作，在科學(xué)公開日趣味實驗和科普講座《多彩的有機導(dǎo)電分子》中進(jìn)行展示。這些研究成果，在國際上形成了特色的材料體系和明顯的研究優(yōu)勢，引起國際同行和企業(yè)界的廣泛關(guān)注，其中，高性能n-型有機半導(dǎo)體材料NDI-DTYM2的相關(guān)專利已許可給企業(yè)使用。項目第一完成人獲得國家優(yōu)秀青年基金（2015）、中科院盧嘉錫青年人才獎（2013）、上海市科技系統(tǒng)青年五四獎?wù)拢?016）等榮譽。
高希珂研究員團隊
