華人化学家

林松( Song Lin)

本文作者:石油醚

概要

林松康奈尔大学化学系助理教授,有机化学家。

主页: https://songlin.chem.cornell.edu/members/song-lin/

经历

2008年  北京大学,学士(施章杰教授)

2008-2013  Harvard University,博士(Prof. Eric N. Jacobsen

2013-2016  UC Berkeley., 博士后( Prof. Chris Chang)

2016-      Cornell University,助理教授

荣誉与奖励

2021    IKA Lectureship, UNC-Chapel Hill

2020    Cottrell Scholar Award

2020    IKA Lectureship, Scripps Research

2020    Bristol-Myers Squibb Lectureship, Princeton University

2020    Lectureship Award, The Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan

2020    Corteva Agriscience Lectureship, Indiana University

2020    Early Career Advisory Board, Chemistry–A European Journal

2020    Marsico Scholar, University of Denver

2019    MIT Technology Review Innovators Under 35 (TR35)

2019    Sigma-Aldrich Lectureship, Columbia University

2019    Alfred P. Sloan Fellowship

2019    Lilly Research Award

2019    ONR Young Investigator Award

2019    Early Career Advisory Board, ACS Catalysis

2019    Celgene Lectureship, University of Michigan

2019    Edward Biehl Lectureship, Southern Methodist University

2018    Milstein Fellow, Cornell University

2018    NSF CAREER Award

2018    3M Nontenure Faculty Award

2018    CAPA Distinguished Junior Faculty Award

2018    Thieme Chemistry Journal Award

2017    Academic Venture Fund, Atkinson Center for a Sustainable Future

2014    State National Science Award, China

2012    Fieser Lectureship, Harvard University

2011    Eli Lilly Graduate Fellowship

2009    Certificate of Distinction for Excellence in Teaching, Harvard University

2007    Chun-Tsung Scholarship for Undergraduate Research, Peking University

研究方向

Lin实验室的研究侧重于电化学合成和电催化。林松小组开发了多种电催化方法,包括各种氧化和还原转化,采用电催化的方法合成有价值的有机分子,其研究领域还涉及过渡金属催化和材料化学领域。林松小组采用电分析化学,密度泛函理论计算(DFT),计算结构活性研究和物理有机化学原理来推动新合成转化的发现,发展和机理研究。

1. 电催化

电化学是发现和开发新的有机反应的一种有效且可持续的方法。林松教授小组在电催化领域的发现归因于对电催化系统设计的物理和机理的深刻理解。为此,林松教授在过去的几年中,利用电催化作为烯烃双官能化的一般方法,开发了一系列不同的电催化反应,包括叠氮化、卤化、烷基化和硅烷化等1-9(图 1)。

图1 电催化

2. 光电催化

单电子过程驱动的催化转化是有机化学的一个重要研究领域。特别是,使用非传统的活化手段,包括光催化和电催化等,提供了独特的途径来获得这种反应性,并为具有挑战性的合成问题提供了新的解决方案。林松教授课题组已经开发了几个串联光化学电化学系统,利用这两种模式的能力来影响氧化和还原转化。通过耦合电化学活化和光激发,能够产生和提供独特的反应中间体,最终可以形成所需的化学基团10,11(图2)。

图 2 光电催化

3. 电介导的还原转化

电有时被称为一种“假想的试剂”,其理论上是无限的,但精确可控的氧化还原电位。电介导的还原转化,特别是那些需要高还原电位的变换,仍然是电化学合成研究中的一个瓶颈的领域。林松教授课题组在电介导还原化学方面的研究工作旨在激活惰性键以构建有价值的连接,如碳-碳、碳-硼、碳-金属和碳-硅键10,12,13(图 3 )。

图 3 点介导的还原转化

4. 自由基氧化还原催化

自由基化学长期以来一直是有机合成的基础。然而,涉及自由基中间体的催化剂来控制立体选择性反应仍然受到限制,并且在构建复杂的结构中非常需要开发和控制这种过程。林松教授小组在自由基催化方面的研究工作集中在新型手性催化剂的设计上,该催化剂可以生成稳定自由基中间体,同时可满足复杂结构转化所需的立体和区域控制。林松教授小组的自由基氧化还原催化的重要特征包括对(1)自由基的形成,(2)这些基团转化为新的自由基中间体以及(3)自由基终止以形成所需产物的精确控制。林松教授小组应用该该方法用于制备有价值的合成中间体(如多取代的吡咯烷,环戊烷和烯丙基醇)14-19(图 4)。

图 4 自由基氧化还原催化

5. 高分子与材料化学20

林松教授小组在电化学合成方面的进展也非常适合有机材料的合成,如聚合物到共价有机骨架。目前,林松教授小组已经成功地利用电化学来精确控制重要的聚合物性能,例如分子量,分散度等。 在未来的项目中,林松教授课题组(第三人称更客观)希望开发电化学方法,以控制聚合物和扩展结构材料的立构规整度和微观拓扑结构。

图 5 高分子与材料化学

参考文献

  1. Song, L.; Fu, N.; Ernst, B. G.; Lee, W. H.; Frederick, M. O.; DiStasio, R. A.; Lin, S., Nat. Chem. 2020,12(8), 747-754, doi:10.1038/s41557-020-0469-5.
  2. Siu, J. C.; Fu, N.; Lin, S., Acc. Chem. Res. 2020,53(3), 547-560, doi:10.1021/acs.accounts.9b00529.
  3. Fu, N.; Song, L.; Liu, J.; Shen, Y.; Siu, J. C.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2019,141(37), 14480-14485, doi:10.1021/jacs.9b03296.
  4. Siu, J. C.; Parry, J. B.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2019,141(7), 2825-2831, doi:10.1021/jacs.8b13192.
  5. Siu, J. C.; Sauer, G. S.; Saha, A.; Macey, R. L.; Fu, N.; Chauviré, T.; Lancaster, K. M.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2018,140(39), 12511-12520, doi:10.1021/jacs.8b06744.
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  8. Fu, N.; Sauer, G. S.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2017,139(43), 15548-15553, doi:10.1021/jacs.7b09388.
  9. Fu, N.; Sauer, G. S.; Saha, A.; Loo, A.; Lin, S., Science. 2017,357(6351), 575-579, doi:10.1126/science.aan6206. 
  10. Kim, H.; Kim, H.; Lambert, T. H.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2020,142(5), 2087-2092, doi:10.1021/jacs.9b10678.
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  12. Lu, L.; Siu, J. C.; Lai, Y.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2020,142(51), 21272-21278, doi:10.1021/jacs.0c10899.
  13. Zhang, W.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2020,142(49), 20661-20670, doi:10.1021/jacs.0c08532.
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  15. Ye, K.-Y.; McCallum, T.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2019,141(24), 9548-9554, doi:10.1021/jacs.9b04993.
  16. Wu, X.; Hao, W.; Ye, K.-Y.; Jiang, B.; Pombar, G.; Song, Z.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2018,140(44), 14836-14843, doi:10.1021/jacs.8b08605.
  17. Sauer, G. S.; Lin, S., ACS Catal. 2018,8(6), 5175-5187, doi:10.1021/acscatal.8b01069.
  18. Hao, W.; Harenberg, J. H.; Wu, X.; MacMillan, S. N.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2018,140(10), 3514-3517, doi:10.1021/jacs.7b13710.
  19. Hao, W.; Wu, X.; Sun, J. Z.; Siu, J. C.; MacMillan, S. N.; Lin, S., J. Am. Chem. Soc. 2017,139(35), 12141-12144, doi:10.1021/jacs.7b06723.
  20. Peterson, B. M.; Lin, S.; Fors, B. P., J. Am. Chem. Soc. 2018,140(6), 2076-2079, doi:10.1021/jacs.8b00173.

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