段伟良

男， 内蒙古大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2000.09-2003.07, 华东理工大学化学与制药学院 有机化学专业， 硕士研究生
2004.04-2007.03, 日本京都大学理学研究科 化学专攻，博士研究生
2007.05-2008.02, 美国伊利诺伊大学香槟分校化学系， 博士后
2008.08-2014.05, 中国科学院上海有机化学研究所， 副研究员课题组长
2014.05-2016.02, 中国科学院上海有机化学研究所， 研究员
2016.03-2021.10, 扬州大学化学化工学院， 教授
2021.11-2023. 06, 陕西师范大学化学化工学院， 教授
2023. 07起, 内蒙古大学化学化工学院， 教授

研究领域和兴趣

手性合成，有机磷化学

主要业绩

段伟良主要在不对称催化合成手性膦化合物方向和过渡金属催化碳氢键活化方向上开展了研究工作。
一：不对称催化合成手性膦化合物
不对称催化是近三十余年来国际化学界研究的热点和难点之一，可为医药和化工行业提供各种必需的手性化学品，膦化合物是不对称催化中所使用的最广泛的一类配体，而众多手性膦配体多由拆分方法制备而来，通过不对称催化高效合成手性膦化合物的方法屈指可数。
我们发展了一种钳形钯催化剂，实现了首例二芳基膦氢对缺电子烯酮的高对映选择性1，4加成反应。进一步的研究结果表明：此催化体系适用范围广，可应用于其他各种缺电子烯烃如α，β-不饱和烯酰胺、烯酯、烯醛、烯磺酸酯、硝基烯烃以及亚胺的不对称氢膦化反应。通过合理调控底物取代基团大小，也实现了首例膦亲核试剂的不对称1，6加成反应。同时，基于对催化机理过程的分析和理解，使用不对称二级膦烷，成功构建了高立体选择性的含膦手性中心的膦化合物。所得各种高光学活性的手性膦化合物可被衍生化作为手性膦配体在不对称催化反应中进一步应用。所发展的钯催化剂已被Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis收录，也由百灵威公司作为商品化试剂销售(JK编号：1711771)， 这是国际上目前针对不对称氢膦化反应最有效的催化体系。
创新点：发展了三齿配体稳定钯催化剂的策略，有效避免膦亲核试剂及其产物对催化剂的毒化和失活，成功实现了高立体选择性，高官能团容忍性的不对称氢磷化反应。

二：碳氢键官能团化反应
惰性碳氢键活化是化学界多年来关注的热点课题。探索合成新的配体来促进反应的发生、提高反应的效率及选择性是这一领域取得突破的关键点之一。目前惰性碳氢键活化成功的例子多集中在含导向配位基团底物的反应上，对于无导向基团的芳烃碳氢键活化成功的例子很少。
1. 我们设计合成了一类吡啶-酰胺双齿单阴离子配体，此配体和醋酸钯较易形成具有空配位位置的活性钯物种，可催化无导向基团的贫电子和富电子芳烃的氧化Heck反应，烯丙基取代反应，和炔烃的加成反应。这是目前国际上很少的使用配体能促进钯催化碳氢键活化的例子。
创新性：设计合成了能促进无导向基团芳烃碳氢键活化的吡啶酮类型配体，这是目前少有能实现无导向基团贫电子和富电子芳烃间位碳氢键活化为主的例子。
2017年，Yu, Jin-Quan使用了单齿吡啶酮类型配体也研究了钯催化无导向基团芳烃的烯基化反应(Nature, 2017, 551, 489), 文章引用了我们的工作，随后他在碳氢活化反应研究中多次应用吡啶酮配体(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3564；J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 17884; Org. Lett. 2019, 21, 1426；Chem. Eur. J. 2019, 25, 2199; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4770)。

2. 不对称碳氢键活化研究的挑战在于缺少合适的途径控制过程的立体选择性，由于会抑制碳氢键活化步骤的进行，常用的膦氮配体的使用受到很大的限制。我们发展了一条新的策略：利用手性磷酰胺/磷酸作为添加剂来控制不对称碳氢键活化反应的立体选择性，成功实现了脂肪族酰胺不对称-碳氢键芳基化反应。这一策略将会对不对称碳氢键活化反应有广泛的启示和影响。
创新性：发展了利用手性磷酸、磷酰胺作为手性控制源，在碳氢键切断步骤控制手性，实现不对称碳氢键活化反应的新策略。
工作发表之后，这一策略被国内外研究者（Yu, Jin-Quan Nat. Chem., 2016, 353, 1023; Chen, Gong Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 15387; Baudoin, Olivier Chem. Sci., 2017, 8, 1344; Gaunt, Matthew J J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1412 Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16041；Shi, Bing-Feng Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 9093, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 6708) 借鉴应用于不对称碳氢键活化反应中。

3. 我们利用钯催化去对称方法，成功实现二芳基取代的磷酰胺的分子内环化反应，以高立体选择性得到含膦手性中心的磷酰胺化合物，这一产物可被应用合成Buchwald-类型联苯膦手性配体。
创新性：利用不对称碳氢键活化方法，直接实现了了磷手性中心化合物的构建。这项工作发表之后，“Synform”的编辑Matteo Zanda教授邀请申请人撰写关于此项工作的文章发表在”Synfacts “期刊”的“Synform”专栏上(Synform 2015/08, A116)。

4. 我们也通过碳氢键官能团化策略研究磷杂环化合物的合成，发展了一种银盐促进的膦氧化合物与炔烃的氧化环化反应，可以一步高效合成磷杂环戊二烯结构，这一反应同时也得到了罕见的磷上芳基迁移的产物，最终通过实验证实为自由基机理，涉及一个磷碳的断裂，和新的磷碳键的形成。
创新性：发展了利用银盐活化磷氧化合物生成磷自由基，直接构建磷杂环戊二烯的新方法。
工作发表之后，其他研究者（Zhao, Zujin and Tang, Ben Zhong Chem. Eur. J. 2015, 21, 4440；Yam, Vivian Wing-Wah J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 15142. Chem. Sci., 2017, 8, 1309）应用这一方法来合成磷杂环戊二烯分子研究其光电性能。

代表成果

1. 代表性论文
(1) Yan, S.-B.; Wang, R.; Li, Z.-G. Li, A.-N.; Wang, C. Duan, W.-L.* Copper-Catalyzed Asymmetric C(sp2)−H Arylation for the Synthesis of P- and Axially Chiral Phosphorus Compounds. Nature Commun. 2023, 14, 2264.
(2) Wang C.;* Hu, X.; Xu, C.; Ge, Q.; Yang, Q.; Xiong, J.; Duan, W.-L.* Synthesis of P-Stereogenic Phosphines via Nickel-Catalyzed Asymmetric Cross-Coupling of Secondary Phosphine Oxides with Alkenyl and Aryl Bromides. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202300011
(3) Wu, Z.-H.; Wang, H.-Y.; Yang, H.-L.; Wei, L.-H.; Hayashi, T.*; Duan, W.-L.* Secondary Phosphine Sulfide-Enabled Iridium-Catalyzed Asymmetric Allylic Substitution. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202213904.
(4) Zhang, C.-W.; Hu. X.-Q.; Dai, Y.-H.; Yin, P.; Wang, C.; Duan, W.-L.*Asymmetric C-H Activation for the Synthesis of P- and Axially Chiral Biaryl Phosphine Oxides by an Achiral Cp*Ir Catalyst with Chiral Carboxylic Amide. ACS Catal. 2022, 12, 193.
(5) Wu, Z.-H.; Cheng, A.-Q.; Yuan, M.; Zhao, Y.-X.; Yang, H.-L.; Wei, L.-H.; Wang, H.-Y.; Wang, T.; Zhang, Z.*; Duan, W.-L.* Cobalt-Catalysed Asymmetric Addition and Alkylation of Secondary Phosphine Oxides for the Synthesis of P-Stereogenic. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 27421.
(6) Wang, C.*; Huang. K.; Ye, J.; Duan, W.-L.* Asymmetric Synthesis of P-Stereogenic Secondary Phosphine-Boranes by an Unsymmetric Bisphosphine Pincer-Nickel. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 5685.
(7) Li, Z.; Duan, W.-L.* Palladium-Catalyzed C-H Alkenylation of Arenes with Alkynes: Stereoselective Synthesis of Vinyl Chlorides via a 1,4-Chlorine Migration. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16041.
(8) Lin, Z.-Q.; Wang, W.-Z.; Yan, S.-B.; Duan, W.-L.*. Palladium-Catalyzed Enantioselective C-H Arylation for the Synthesis of P-Stereogenic Compounds. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6265.
(9) Yan,S.-B.; Zhang, S.; Duan, W.-L.* Palladium-Catalyzed Asymmetric Arylation of C(sp3)-H Bonds of Aliphatic Amides: Controlling Enantioselectivity Using Chiral Phosphoric Amides/Acids. Org. Lett. 2015, 17, 2458.
(10) Ying, C.-H.; Yan, S.-B.; Duan, W.-L.* 2-Hydroxy-1,10-phenanthroline vs 1,10-Phenanthroline: Significant Ligand Acceleration Effects in the Palladium-Catalyzed Oxidative Heck Reaction of Arenes. Org. Lett. 2014, 16, 500.
(11) Chen, Y.-R.; Duan, W.-L.* Silver-Mediated Oxidative C-H/P-H Functionalization: An Efficient Route for the Synthesis of Benzo[b]phosphole Oxides. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16754.
(12) Feng. J.-J.; Chen. X.-F.; Shi, M.; Duan, W.-L.* Palladium-Catalyzed Asymmetric Addition of Diarylphosphines to Enones toward the Synthesis of Chiral Phosphines. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5562.
2. 著作
参编英文专著 Teng qiaoqiao, Weiliang Duan C–H Activation for Asymmetric Synthesis wiley 2019
3. 邀请报告
Invited Lecture 报告题目：“Palladium-Catalyzed Asymmetric Synthesis of Chiral Phosphorus Compounds”2015年3月“日本化学会春季年会” 日本，千叶
Kenote Lecture 报告题目：“Palladium-Catalyzed Asymmetric Synthesis of Chiral Phosphorus Compounds”2018年7月 第22届国际磷化学会议 匈牙利,布达佩斯
大会报告，题目：有机磷化合物的催化合成，2017年11月，第十一届全国磷化学化工学术讨论会 武汉 华中农业大学

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