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2015年1月-吴云东课题组在JACS上发表邀请展望综述

文章来源:化学生物学与生物技术学院

有机反应机理研究,尤其是催化反应的机理研究已经成为计算有机化学最重要和活跃的领域之一。吴云东课题组利用理论和实验结合的优势,在有机反应机理研究以及预测领域取得了一系列的前沿研究成果。他们对organocatalyst, hydrofunctionalization和C-H activation等进行了深入的机理研究,并成功预测了一些反应,促进了这些反应的优化和发展。

基于他们在理论有机化学领域的国际声誉,吴云东课题组受美国化学会志主编邀请撰写了“Computational Organic Chemistry: Bridging Theory and Experiment in Establishing the Mechanisms of Chemical Reactions”展望型综述,并于近日发表(Cheng, G.-J.; Zhang, X.; Chung, L. W.; Xu, L.; Wu, Y.-D. J. Am. Chem. Soc. 2015. DOI: 10.1021/ja5112749. Invited Perspective)。在此之前,北京大学化学与分子工程学院的刘忠范和来鲁华小组也分别被邀请为JACS撰写展望型综述。
 该展望以其课题组与其他实验组的合作研究脯氨酸衍生物催化Aldol反应和钌催化的Hydrofunctionalization反应为例,展示了理论和实验合作在理解有机反应机理以及预测方面取得的优秀成果;列举了结合计算和动力学同位素效应,质谱,原位红外光谱等实验技术研究反应机理的例子,及其理论与实验结合在机理研究中的重要性;总结了最新的计算方法(DFT-D,QM/MM,automated pathway search,reaction force field等)的发展及其应用;该展望以碳氢键活化,有机催化剂和单电子转移等为例,展示了计算有机化学在反应机理方面取得的最新进展。最后该展望探讨了计算有机化学在反应机理研究和预测方面存在的问题和挑战,包括更深入的理解反应中配体、酸、碱以及其他添加剂的作用,发展更好的方法处理溶剂效应和研究光催化反应、蛋白酶设计等。解决这些问题将会大大加深我们对反应机理的认识, 帮助设计和实现更多的反应和催化剂, 同时也将大大推动理论和计算化学的进一步发展。