不对称有机催化与合成

我们课题组的研究重点是探索天然产物和药物骨架的高效合成途径。我们已经开发了多种催化串联反应，并通过利用手性胺、双官能硫脲和氮杂环卡宾等有机小分子催化剂催化，合成了一系列具有潜在生物活性的有机分子骨架。更重要的是，为了解决有机催化领域的实际问题，我们课题组提出了多种催化模式，如 “不对称有机催化接力串联”、“ 氢键介导的超分子亚胺离子催化”等。基于这些概念和策略，我们不仅大大降低了催化剂的负载量，而且实现了由适当催化剂控制的差向异构体的合成。

在医学领域，小环螺环化合物作为生物活性分子比普通环状化合物具有明显的优势。然而，在有机合成领域，小环螺环化合物的不对称催化合成仍然是一个巨大的挑战。2020年初，许鹏飞课题组通过不对称有机催化开发了Micheal加成、半频哪醇重排、串联环化反应，首次实现了高张力螺[2,3]己烷骨架的对映体选择性合成。该方法一步构建了三个C-C键和三个连续的手性中心，为小环高张力的螺骨架的合成提供了一种新的合成方法。

可见光驱动的催化光化学反应

作为绿色，清洁和可再生的能源，可见光已广泛应用于太阳能电池和水的光解离中。与不可再生能源如煤和石油不同，太阳能是自然界中最丰富，最容易获得的能源。数十亿年来，植物通过光合作用将二氧化碳转化为含碳化合物。

在过去的几年中，可见光催化作用引起了有机合成领域研究人员的广泛关注。利用可见光的能量作为廉价而丰富的手段来构建复杂的有机分子已经成为有机化学中一种有前景的方法。我们小组的主要研究工作包括：1）通过发展新的脱氢[2 + 2]和[4 + 2]环化反应，实现对环状三级胺的双C(sp3)-H键直接官能化；2）利用烯烃的脱氢甲硅烷基化反应，合成取代的烯丙基硅烷；3）芳基碘的分子内1，5-氢迁移反应，用于合成羟基吲哚骨架和螺环γ-内酰胺；4）烯烃官能化用于合成取代的咪唑啉，恶唑烷和氮丙啶。

此外，我们小组还设计合成了一系列强还原性的有机可见光光催化剂，并应用于各种有机合成反应以及从简单易得的商业原料产生多种自由基。

α-氨基酸的不对称合成方法

我们课题组的另一重要研究方向是发展氨基酸的不对称合成方法。氨基酸是生命体中最重要的组成部分之一：它们是蛋白质，肽和许多次级代谢产物的亚基结构。因此，迫切需要有效的方法来合成手性氨基酸。为了解决这个问题，我们在实验室中开发了三环亚氨基内酯并将其用于几种光学纯α-氨基酸的合成。开发了几种α-氨基酸的简便合成方法，并将其成功用于相关天然产物的全合成。我们方法的显著优势是，α-氨基酸的对映异构体都可以从相同的廉价且容易获得的手性源中生产，并且手性助剂可以回收和再利用。从合成的观点来看，通过使用衍生自单一手性来源的手性助剂来提供产物的两种对映体的方法是高度有吸引力的并且是令人期望的。

新型浮选剂的开发

在过去的几十年中，我们还对开发用于金川矿区的铜镍硫化矿的新型高效浮选剂感兴趣。几种试剂已成功用于矿物加工行业，并且产生了经济效益。例如，我们设计了LJX-1，可以同时作为起泡剂和收集剂，还有新型活化剂NS-2。使用这两种试剂后，镍和铜的回收率分别提高了1.3％和0.8％，平均每年额外生产530吨镍和253吨铜。基于这些研究成果，我们课题组获得2014年度甘肃省科技进步一等奖。