中国科学院上海有机化学研究所刘国生

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刘国生，中科院上海有机化学研究所研究员。2002年博士毕业于中国科学院上海有机化学研究所，师从陆熙炎院士；曾先后在理海大学和威斯康辛大学麦迪逊分校化学系进行博士后研究和担任研究助理，2007年入选中科院“百人计划”，并进入上海有机所金属有机国家重点实验室工作。刘国生研究员围绕过渡金属催化C-H键的活化和C-F键的形成这两个研究热点和难点，对烯烃的直接选择性官能化开展了系统的研究工作，研究兴趣包括过渡金属催化烯烃、炔烃及芳烃的氟化，金属有机催化形成C-F键的机理研究，过渡金属催化下使用O2和H2O2为氧化剂对烯烃和芳烃进行氧化官能化，氟化杂环芳烃的合成研究。刘国生研究员荣获2011年首届中国化学会均相催化青年奖，2012年“Thieme Chemistry Journal Award”，2012年“Asian Core Program Lectureship Award” Sponsored by Singapore，2012年“Asian Core Program Lectureship Award” Sponsored by Japan，并于2012年荣获国家自然科学基金委“杰出青年基金”项目资助。到目前为此, 刘国生研究员先后在Science, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res.,Chem. Sci.等国际顶级期刊上发表了近100篇高水平学术论文。



姓 名:刘国生       
性 别:男
职 称:研究员        
学 历:研究生
电 话:021-54925346        
传 真:021-64166128
电子邮件:gliu@mail.sioc.ac.cn        
个人主页:http://guoshengliu.sioc.ac.cn
通讯地址:上海市零陵路345号金属有机国家重点实验室　200032        
简历：
1991,9-1995,7南京理工大学化工学院，获工学学士； 1996,9-1999,8中科院大连化学物理研究所，获理学硕士； 1999,9-2002,8中科院上海有机化学研究所，获理学博士； 2003,3-2005,7美国Lehigh大学，博士后； 2005,8-2007,7美国威斯康辛大学麦迪逊分校化学系,研究助理； 2007,7-中科院上海有机所，“百人计划”入选者,研究员。
研究方向：
本课题组的研究集中在有机化学，金属催化和材料化学的前沿交叉区域，主要基于C-M键的基元反应，通过设计和合成一些新型的金属催化剂来实现有机分子的高选择性转化，并对反应机理的进行研究，从而能够更多的了解这些金属催化的反应，对金属的基元反应更多的认识。
专家类别：百人；研究员
职务：课题组长

代表论著：
Wu, Liang; Qiu, Shuifa; Liu, Guosheng,* “Brønsted Base-Modulated Regioselective Pd-Catalyzed Intramolecular Aerobic Oxidative Amination of Alkenes:Formation of Seven-Membered Amides and Evidence for Allylic C-H Activation.” Org. Lett. 2009, 11, 2707.
Qiu, Shuifa; Wei, Yunyang; Liu, Guosheng;* “Palladium-Catalyzed Intramolecular Hydro- amination of Allenes Coupled to Aerobic Alcohol Oxidation.” Chem. Eur. J. 2009, 15, 2751.
Liu, Guosheng;* Yin, Guoyin; Wu, Liang; “Palladium-catalyzed intermolecular aerobic oxidative amination of terminal alkenes: effic- ient synthesis of linear allylamine derivatives.” Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4733.
Yin, Guoyin; Liu, Guosheng;* “Palladium-catalyzed oxidative cyclization of enyne with hydrogen peroxide as the oxidant.” Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5442.
Chai, Jianfang; Liu, Guosheng; Chaicharoen, Kittisak; Wesdemiotis, Chrys; Jia, Li;*  Macromolecules 2008, 41, 8980.
Liu, Guosheng; Stahl, Shannon. S;* “Two-Faced Reactivity of Alkenes: cis- versus trans-aminopalladation in Aerobic Pd-Catalyzed Intramolecular Aza-Wacker Reactions.” J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6328-6335.
Liu, Guosheng; Stahl, Shannon. S;* “Highly Regeioselective Pd-Catalyzed Intermolecular Aminoacetoxylation of Alkene and Evidence for the cis-Aminopalladation and SN2 C-O Bond Formation”, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128， 7179-7181.
Liu, Guosheng; Jia, Li;* “Cobalt-Catalyzed Carbonylative Copolymerizaiton of N-Alkylazetidines and Tetrahydrofuran”, Angw. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 129.
Liu, Guosheng; Jia, Li;* “Design of Catalytic Carbonylative Polymerizations of Heterocylces. Synthesis of Polyesters and Amphiphilic Poly(amide-block-ester)s”, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14716.
Liu, Guosheng; Lu, Xiyan;* “Palladium(II)-Catalyzed Coupling of Allenoic Acids and a,b-Unsaturated Carbonyl Compounds through Tandem Intramolecular oxypalladation and Conjugate Addition Reactions”,  Tetrahedron Lett. 2003, 44, 127.
Lei, Aiwen; Liu, Guosheng; Lu, Xiyan;* “Palladium(II)-Catalyzed Highly Regio- and Diastereoselective Cyclization of Difunctional Allylic N-Tosylcarbamates. A Convenient Synthesis of Optically Active 4-Vinyl-2-oxazolidinones and Total Synthesis of 1,4-Dideoxy-1,4-imino- L-xylitol”,  J. Org. Chem. 2002, 67, 974.
Liu, Guosheng; Lu, Xiyan;* “Palladium(II)-Catalyzed Coupling Reactions of Intramolecular Carbopalladation of Alkyne with Allylic Compounds”, Tetrahedron Lett.  2002, 43, 6791.
Liu, Guosheng; Lu, Xiyan;* “Palladium(II)-Catalyzed Tandem Reaction of Intramolecular Aminopalladation of Allenyl N-Tosylcarbamates and Conjugate Addition”, Org. Lett. 2001, 3, 3879.

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中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室刘国生课题组发展了铜催化环丙醇的不对称开环三氟甲基化反应，揭示了手性的三氟甲基铜物种高对映体选择性地捕获苄位自由基是该反应的关键。该工作于2020年7月30日在Chem期刊在线发表。刘国生课题组博士生蒋超是论文的第一作者，上海有机所为第一单位。
　　向生物活性分子中引入三氟甲基可以明显的增强其亲脂性和提高代谢稳定性，而含手性的三氟甲基片段广泛地存在于药物和农药中，因此发展不对称三氟甲基化的方法非常迫切。与传统的不对称亲核和亲电三氟甲基化反应相比，基于自由基的三氟甲基化反应可以极大的拓展反应的类型，避免反应底物局限性的问题。但是，由于自由基物种的高活性，发展基于自由基过程的不对称三氟甲基化反应极具挑战，目前该类反应还未见报道。
　　上海有机所刘国生课题组一直致力于铜催化自由基的不对称催化反应研究。2016年，他们与美国威斯康欣大学的Stahl教授合作，首次提出了铜催化自由基接力的新概念，实现了苄位C-H键的不对称氰化反应，揭示了手性的两价铜氰物种可以有效地捕捉苄位自由基，以非常高效、高对映体选择的得到手性腈类化合物（Science 2016, 353, 1014）；并揭示了金属铜物种可以调价氮自由基的攫氢选择性，实现烯丙位碳氢键的精准转化（Nature 2019，576，514）。此外，他们也实现了一系列烯烃和碳氢键的不对称自由基反应（Acc. Chem. Res. 2018, 51, 2036）。近期，该团队在环丙醇自由基开环的不对称氰基化的前期研究（Adv. Synth. Catal. 2020, 362, 2189）基础上进一步探索苄位自由基的不对称三氟甲基化反应，通过设计和合成新型的偕二喹啉取代的双噁唑啉配体BoxQu，实现了铜催化环丙醇的不对称开环三氟甲基化反应。反应成功的关键包括：（1）新型双噁唑啉的三氟甲基铜物种可以高对映体选择性的捕获苄位碳自由基；（2）亲电三氟甲基化试剂的使用，避免体系中过量三氟甲基负离子对反应手性控制的影响。非常重要的是，该反应体系不仅具有良好底物普适性和官能团兼容性，而且还适用于合成含手性三氟甲基修饰的药物分子，为新药的研发以及药物分子的改造提供了新的途径。该研究是刘国生课题组在前期苄位碳自由基不对称氰化反应基础上的又一重要进展。
　　该工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院、上海市科委等的大力资助。

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