2 姓名左伟伟 性别男出生年月 1981. 02 照片 出生地 江苏淮安 婚姻状况 未婚 政治面貌 中共党员 国籍中国 从事专业 金属有机化学,有机催化 现工作单位及职位 加拿大多伦多大学 人事关系所在单位 学习及工作经历: (从大学开始填,内容包括时间、单位、学位、所学专业、从事专业、专业技术 职务情况,时间段要连续,准确到月份) 1998.09~2002.06 苏州大学,本科,高分子化学与物理 2002.09~2005.03 东华大学,硕士,高分子物理,纳米纤维材料的成型与应用 2005.09~2008.06 中国科学院化学研究所,博士,金属有机化学与高分子化学,烯 烃齐聚、聚合催化剂的设计、合成与表征 2009.01~2010.06 法国斯特拉斯堡大学,博士后,金属有机化学与有机催化,烷烃 C-H 键活化金属有机化合物的设计、合成与表征 2010.09~2011.06 法国斯特拉斯堡大学,博士后,金属有机化学与光电转换,具有 光电转换性能的金属有机化合物的设计、合成与表征 2011.11~今 加拿大多伦多大学,博士后,金属有机化学与有机催化,不饱和化 合物的催化加氢催化剂的设计、合成与表征 如内容较多,本栏目填不下时,可另纸接续(下同) . 3 主要学术成就、科技成果及创新点: 首次成功开发出催化性能比昂贵金属催化剂更优越的铁的金属催化剂.证明了在 与恰当的配体的协同作用下,一些无毒、便宜、环境友好的金属同样能够具有与 昂贵金属相同或更优越的催化性能.这将极大地鼓舞本领域或其他领域绿色催化 剂的研发工作. 目前,在与 Green Center Canada 的合作下,这类铁催化剂正处于批量生产阶段, 不久人们将可以从化学试剂公司购买到这类铁的催化剂 4 主要论著目录: (1.论文作者、题目、期刊名称、年份、卷期、页、总引次数、他引次数、期刊 影响因子;2.著作:著者、书名、出版社、年份) 目录列表最后请注明论文总引次数、他引次数、期刊影响因子的查询截止时间和查询数 据库. 1. Weiwei Zuo, Alan J. Lough, Young Feng Li, and Robert H. Morris*. "Amine(imine)diphosphine Iron Catalysts for Asymmetric Transfer Hydrogenation of Ketones and Imines" Science 2013, 342, 1080-1083. 总引次数:1;他引次数:1;期 刊影响因子:31(2012) 2. Weiwei Zuo, Pierre Braunstein*, "N-Heterocyclic Dicarbene Iridium(III) Pincer Complexes Featuring Mixed NHC/abnormal NHC Ligands and Their Applications in Transfer Dehydrogenation of Cyclooctane" Organometallics, 2012, 31, 2606-2615. 总 引次数:9;他引次数:9;期刊影响因子:4.1(2012) 3. Weiwei Zuo, Pierre Braunstein*, "Stepwise Synthesis of a New Hydrido, N-Heterocyclic Dicarbene Iridium(III) Pincer Complex Featuring Mixed NHC/abnormal NHC Ligands" Dalton Trans, 2012, 41, 636-643. 总引次数:10;他 引次数:10;期刊影响因子:3.8(2012) 4. Weiwei Zuo, Rosa, Vitor and Richard Welter*, "Mononuclear and Dinuclear Complexes of Manganese(III) and Iron(III) Supported by 2-Salicyloylhydrazono-1,3-dithiane Ligand: Synthesis, Characterization and Magnetic Properties" RSC ADVANCES, 2012, 2, 2517-2526. 总引次数:0;他引次数:0;期 刊影响因子:2.5(2012) 5. Weiwei Zuo, Pierre Braunstein*, "Evidence for C–H· · · X–Ir (X = Cl or I) Hydrogen Bonding between Imidazolium Salts and Iridium-bound Halides and Formation of Ir(I) NHC Complexes", Organometallics, 2010, 29, 5535-5543. 总引次数: 12; 他引次数: 7;期刊影响因子:4.1(2012) 6. Weiwei Zuo, Min Zhang, Wen-Hua Sun*, "Imino-Indolate Half-Titanocene Chlorides: Synthesis and Their Ethylene (Co-)Polymerization", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2009, 47, 357-372. 总引次数:21;他引次数:6;期刊影响因子: 3.5(2012) 7. Weiwei Zuo, Wen-Hua Sun*, Shu Zhang, Peng Hao, Akinobu Shiga, "Highly Active Ethylene Polymerization Using Bis(imino-indolide) Titanium Dichlorid –MAO System", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2007, 45, 3415-3430. 总引次数:30;他引 次数:16;期刊影响因子:3.5(2012) 8. Weiwei Zuo, Shu Zhang, Shaofeng Liu, Xijie Liu, Wen-Hua Sun*, "Half-Titanocene Complexes: Synthesis, Characterization, and Their Ethylene Polymerization", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem.,2008, 46, 3396-3410. 总引次数: 26; 他引次数:10;期刊影响因子:3.5(2012) 9. Shaofeng Liu, Weiwei Zuo, Shu Zhang, Peng Hao, Delegeer Wang, Wen-Hua Sun*, "Bis(2-(6-methylpyridin-2-yl)-benzimidazolyl)titanium Dichloride: Synthesis, Characterization and Their Catalytic Behaviors for Ethylene Polymerization", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2008, 46, 3411-3423. 总引次数:17;他引次数:5; 期刊影响因子:3.5(2012) 10. Wen-Hua Sun*, Shu Zhang, Weiwei Zuo, "Our Variations on Iron and Cobalt 5 Catalysts toward Ethylene Oligomerization and Polymerization", C. R. Chim., 2008, 11, 307-316. 总引次数:46;他引次数:7;期刊影响因子:1.9(2012) 11. Yanjun Chen, Weiwei Zuo, Peng Hao, Shu Zhang, Kun Gao, Wen-Hua Sun*, "Chromium(III) Complexes Ligated by 2-(1-Isopropyl-2-benzimidazolyl)-6-(1-(arylimino)ethyl)pyridines: Synthesis and Olefin Polymerization Catalysis", J. Organomet. Chem., 2008, 693, 750-762. 总引次 数:32;他引次数:12;期刊影响因子:2.0(2012) 12. Wen-hua Sun*, Peng Hao, Shu Zhang, Qisong Shi, Weiwei Zuo, Xiubo Tang, "2-(Benzimidazole)-6-(1-aryliminoethyl)pyridyl Iron (II) and Cobalt (II) Complexes as Catalysts for Ethylene Oligomerization", Organometallics, 2007, 26, 2720-2734. 总引 次数:99;他引次数:22;期刊影响因子:4.1(2012) 13. Min Zhang, Peng Hao, Weiwei Zuo, Suyun Jie, Wen-Hua Sun*, "2-(Benzimidazol-2-yl)-1,10-phenanthrolyl Metal (Fe and Co) Complexes and Their Catalytic Behaviors Toward Ethylene Oligomerization", J. Organomet. Chem., 2008, 693, 483-491. 总引次数:45;他引次数:13;期刊影响因子:2.0(2012) 14. Yanjun Chen, Peng Hao, Weiwei Zuo, Kun Gao, Wen-Hua Sun*, "2-(1-Isopropyl-2-benzimidazolyl)-6-(1-aryliminoethyl)pyridyl Transition Metal (Fe, Co, and Ni) Dichlorides: Syntheses, Characterizations and Their Catalytic Behaviors Toward Ethylene Reactivity", J. Organomet. Chem., 2008, 693, 1829-1840. 总引次 数:63;他引次数:16;期刊影响因子:2.0(2012) 15. Meifang Zhu*, Weiwei Zuo, Hao Yu, Wen Yang, Yanmo Chen, "Superhydrophobic Surface Directly Created by Electrospinning Based on Hydrophilic Material", J. Mater. Sci., 2006, 41, 3793-3797. 总引次数:67;他引次数:64;期刊 影响因子:2.1(2012) 16. Weiwei Zuo, Meifang Zhu*, Wen Yang, Hao Yu, Yanmo Chen, Yu Zhang, "Experimental Study on Relationship Between Jet Instability and Formation of Beaded Fibers During Electrospinning", Polym. Eng. Sci., 2005, 45, 704-709. 总引次数:95; 他引次数:90;期刊影响因子:1.2(2012) 17. Jihuan He*, Yue Wu, Weiwei Zuo, "Critical Length of Straight Jet in Electrospinning", Polymer, 2005, 46, 12637-12640. 总引次数:45;他引次数:5; 期刊影响因子:3.3(2012) 18. Qisong Shi, Weiwei Zuo*, "Vinyl Polymerization OF Norbornene Catalyzed by [2-(2-benzimidazolyl)-6-((1-aryliminoethyl)pyridinyl)] Nickel chloride/MAO System", Chin. J. Polym. Sci., 2007, 26, 561-565. 总引次数: 1; 他引次数: 0; 期刊影响因子: 1.2(2012) 期刊影响因子的查询截止时间和查询数据库: ISI Web of Science, 查询截止时间 2012 年6主持(参与)科研项目及申请专利: (项目来源、项目名称、经费、个人在其中的作用) 无7获科技奖情况: (项目名称、奖项、获奖时间、本人在其中的作用及排名、获奖总人数) 无 获各类荣誉奖情况: 无8受聘后拟开展研究工作的计划和思路(包括研究方向、内容和目标) : 化学工业造成的环境污染已经成为我国乃至全世界最棘手的问题.发展绿色化学将是当今化 学科学发展的一个大的方向.结合当前国际以及我国现状,在绿色化学领域能够有所提高的 方面包括:1)对于相同的反应,使用无毒、无污染环境友好的反应试剂取代高污染、高毒的 试剂;2)使用催化剂催化反应,以提高原子经济性;3)提高对于目标产物的选择性,减少 副产物的生成.催化反应相对于非催化反应由于反应条件温和、反应速度快、副反应少一直 是绿色化学的一个重要领域.金属有机化合物催化剂由于反应活性高、选择性高、对功能基 团耐受性强、底物范围广等优点成为当今学术界和工业界研究的热点. 拟开展的研究包括以下两个方面: 1.绿色催化剂: (关键词:创新、发现、金属有机) 开发以铁为中心原子的金属有机催化剂,催化各种有机反应,诸如加氢、耦联、聚合等.更 具体的说就是用铁的金属有机催化剂取代当前发展的比较成功的其他的金属有机催化剂,例如:钯、铂、铱、铑、钌、金等,这些金属一方面比较昂贵,另一方面它们的毒性也非常高. 铁由于在地球上的储藏量比较大、价格比上面的金属价格要便宜高得多,另一方面铁也是人 体必须的元素. 具体的研究方式:基于金属有机化合物的结构与其反应性能之间的联系,结合需要催化的反 应的反应机理设计、合成含有各种不同配体的铁的金属有机化合物.研究其催化性能、催化 机理以及在此基础上催化剂的优化. 期望的结果:(a)得到催化性能更好的基于铁为金属中心的新催化剂,以此取代已有的含有贵 金属的催化剂;(b)在工作的过程中发现新的化学键的活化方式、新的类型的化学反应,并以 此开拓新的领域;(c)得到新的小分子化合物,或者新的高分子化合物、新的材料. 拟催化的反应类:化学键(例如C-H键)的活化以及相应的该化学键的功能化;对有机合成 化学很有用的耦联反应;聚合反应(这里的聚合反应主要是指新的配体以及新的聚合方式以 及得到的新的聚合物) 常用的配体:各类磷有机化合物、N-杂环卡宾、含硼类有机化合物、 一氧化碳、一氧化氮、 各类含氮有机化合物、 (取代)环戊二烯、各种烯烃、redox non-innocent配体等. 主要的基础研究内容:(a) 金属有机化合物的设计、合成与表征;(b) 金属有机化合物与各类 有机化合物的化学反应;(c) 金属中心的结构(电子、立体)对其反应活性的影响,配体的立 体、电子结构对金属中心稳定性以及对各个基元反应的动力学、热力学等性能的影响;(d) 反 应中间体的分离与表征,理论计算以及反应机理的研究. 2. 绿色化学反应: (关键词:提高、改进、有机催化) 基于对金属有机化合物促进或者催化有机化学反应机理的理解,改进已有小分子化合物的合 成路径.这些小分子化合物包括工业精细化学品、药物合成中间体等. 对原有的合成路径的改进: (a) 通过开发不同的金属催化路径,使用低(无)毒、低(无)污 染的反应试剂取代原有的反应试剂,例如使用空气中的氧气取代原来高污染、高毒性的氧化 剂,用氢气作为替代的还原剂等;(b) 通过开发不同的金属催化路径,对于相同的目标产物, 使用能容易大量生产的且价格便宜的原料取代原有的反应原料; (c) 修饰催化剂的结构或者使 用不同的催化机理,提高催化反应的选择性,包括立体选择性、区域选择性、化学选择性 等. 具体的基础研究内容:(a) 金属有机化合物对各种不同化学键的活化、对各种小分子诸如氢 气、氧气、水、氮气等的活化等;(b) 有金属参与的各类有机化学反应;(c) 另外,利用光能 来促进金属有机化合物对各种化学键以及小分子化合物的活化也是一个非常高效、绿色的途 9 径.通过与光(可见、紫外光)化学反应,金属化合物将会改变其电子结构,从而改变或提 高其反应活性.同时,由于光化学反应过程往往伴随着金属或配体的氧化还原反应,从而减 少或者省略氧化还原剂的使用. 10 所需科研条件: (包括科研经费、实验室面积、仪器设备、人员等,并简要说明所需条件的必要 性和预算依据) 科研经费:第一年 200 万元人民币.主要用于 (a) 实验室装修;(b) 一些必要仪器的购置, 例如手套箱,反应釜,各类真空泵,烘箱,搅拌加热设备,电脑,旋转蒸发仪,玻璃仪器, 天平等;(c) 化学试剂、溶剂以及各种气体的购置;(d) 各类测试费;(e) 其他费用 实验室面积:100 m2 左右实验室,外加一个个人办公室,以及学生办公室 对公共设备的要求:前面 3 项非常重要 高于 600 MHz 的核磁共振仪:要求能够测试各种一维、二维,常温、低温、高温,各种不同 核,各种其他测试诸如弛豫时间等.核磁,尤其是高分辨核磁对我们这一行非常重要,因为 大多数的催化剂中间体是很难分离的,核磁是最方便、最有效的捕捉中间体的手段.准确表 征这些重要中间体的结构对研究至关重要,同时也是所有高水平杂志的基本要求. (我的 Science 论文的催化剂中间体就是通过学校的 600 MHz 发现的,这也是我们后来有信心投稿 Science 并被接受的根本原因) . 多伦多大学化学系地下室有超过 10 台从 200 到700 MHz 核磁,基本上可以保证每一分钟都能做上核磁. 高分辨 EPR:要求功能强大能够满足各种高准确度的测试.有些金属有机化合物或者金属有 机中间体是顺磁的,所以为了准确表征这些化合物 EPR 就很必要.具体原因跟核磁的相同, 我们需要准确表征这些催化剂前驱体、以及中间体的结构. 图书馆文献检索能力:要求对于化学领域的各类期刊、书籍能够方便查阅全文,要有一些常 规的检索工具例如Scifinder,Reaxys等X-射线单晶衍射仪 红外、紫外光谱仪 气象色谱、高效液相色谱等色谱仪 质谱仪 元素分析仪
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2 姓名左伟伟 性别男出生年月 1981. 02 照片 出生地 江苏淮安 婚姻状况 未婚 政治面貌 中共党员 国籍中国 从事专业 金属有机化学,有机催化 现工作单位及职位 加拿大多伦多大学 人事关系所在单位 学习及工作经历: (从大学开始填,内容包括时间、单位、学位、所学专业、从事专业、专业技术 职务情况,时间段要连续,准确到月份) 1998.09~2002.06 苏州大学,本科,高分子化学与物理 2002.09~2005.03 东华大学,硕士,高分子物理,纳米纤维材料的成型与应用 2005.09~2008.06 中国科学院化学研究所,博士,金属有机化学与高分子化学,烯 烃齐聚、聚合催化剂的设计、合成与表征 2009.01~2010.06 法国斯特拉斯堡大学,博士后,金属有机化学与有机催化,烷烃 C-H 键活化金属有机化合物的设计、合成与表征 2010.09~2011.06 法国斯特拉斯堡大学,博士后,金属有机化学与光电转换,具有 光电转换性能的金属有机化合物的设计、合成与表征 2011.11~今 加拿大多伦多大学,博士后,金属有机化学与有机催化,不饱和化 合物的催化加氢催化剂的设计、合成与表征 如内容较多,本栏目填不下时,可另纸接续(下同) . 3 主要学术成就、科技成果及创新点: 首次成功开发出催化性能比昂贵金属催化剂更优越的铁的金属催化剂.证明了在 与恰当的配体的协同作用下,一些无毒、便宜、环境友好的金属同样能够具有与 昂贵金属相同或更优越的催化性能.这将极大地鼓舞本领域或其他领域绿色催化 剂的研发工作. 目前,在与 Green Center Canada 的合作下,这类铁催化剂正处于批量生产阶段, 不久人们将可以从化学试剂公司购买到这类铁的催化剂 4 主要论著目录: (1.论文作者、题目、期刊名称、年份、卷期、页、总引次数、他引次数、期刊 影响因子;2.著作:著者、书名、出版社、年份) 目录列表最后请注明论文总引次数、他引次数、期刊影响因子的查询截止时间和查询数 据库. 1. Weiwei Zuo, Alan J. Lough, Young Feng Li, and Robert H. Morris*. "Amine(imine)diphosphine Iron Catalysts for Asymmetric Transfer Hydrogenation of Ketones and Imines" Science 2013, 342, 1080-1083. 总引次数:1;他引次数:1;期 刊影响因子:31(2012) 2. Weiwei Zuo, Pierre Braunstein*, "N-Heterocyclic Dicarbene Iridium(III) Pincer Complexes Featuring Mixed NHC/abnormal NHC Ligands and Their Applications in Transfer Dehydrogenation of Cyclooctane" Organometallics, 2012, 31, 2606-2615. 总 引次数:9;他引次数:9;期刊影响因子:4.1(2012) 3. Weiwei Zuo, Pierre Braunstein*, "Stepwise Synthesis of a New Hydrido, N-Heterocyclic Dicarbene Iridium(III) Pincer Complex Featuring Mixed NHC/abnormal NHC Ligands" Dalton Trans, 2012, 41, 636-643. 总引次数:10;他 引次数:10;期刊影响因子:3.8(2012) 4. Weiwei Zuo, Rosa, Vitor and Richard Welter*, "Mononuclear and Dinuclear Complexes of Manganese(III) and Iron(III) Supported by 2-Salicyloylhydrazono-1,3-dithiane Ligand: Synthesis, Characterization and Magnetic Properties" RSC ADVANCES, 2012, 2, 2517-2526. 总引次数:0;他引次数:0;期 刊影响因子:2.5(2012) 5. Weiwei Zuo, Pierre Braunstein*, "Evidence for C–H· · · X–Ir (X = Cl or I) Hydrogen Bonding between Imidazolium Salts and Iridium-bound Halides and Formation of Ir(I) NHC Complexes", Organometallics, 2010, 29, 5535-5543. 总引次数: 12; 他引次数: 7;期刊影响因子:4.1(2012) 6. Weiwei Zuo, Min Zhang, Wen-Hua Sun*, "Imino-Indolate Half-Titanocene Chlorides: Synthesis and Their Ethylene (Co-)Polymerization", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2009, 47, 357-372. 总引次数:21;他引次数:6;期刊影响因子: 3.5(2012) 7. Weiwei Zuo, Wen-Hua Sun*, Shu Zhang, Peng Hao, Akinobu Shiga, "Highly Active Ethylene Polymerization Using Bis(imino-indolide) Titanium Dichlorid –MAO System", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2007, 45, 3415-3430. 总引次数:30;他引 次数:16;期刊影响因子:3.5(2012) 8. Weiwei Zuo, Shu Zhang, Shaofeng Liu, Xijie Liu, Wen-Hua Sun*, "Half-Titanocene Complexes: Synthesis, Characterization, and Their Ethylene Polymerization", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem.,2008, 46, 3396-3410. 总引次数: 26; 他引次数:10;期刊影响因子:3.5(2012) 9. Shaofeng Liu, Weiwei Zuo, Shu Zhang, Peng Hao, Delegeer Wang, Wen-Hua Sun*, "Bis(2-(6-methylpyridin-2-yl)-benzimidazolyl)titanium Dichloride: Synthesis, Characterization and Their Catalytic Behaviors for Ethylene Polymerization", J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2008, 46, 3411-3423. 总引次数:17;他引次数:5; 期刊影响因子:3.5(2012) 10. Wen-Hua Sun*, Shu Zhang, Weiwei Zuo, "Our Variations on Iron and Cobalt 5 Catalysts toward Ethylene Oligomerization and Polymerization", C. R. Chim., 2008, 11, 307-316. 总引次数:46;他引次数:7;期刊影响因子:1.9(2012) 11. Yanjun Chen, Weiwei Zuo, Peng Hao, Shu Zhang, Kun Gao, Wen-Hua Sun*, "Chromium(III) Complexes Ligated by 2-(1-Isopropyl-2-benzimidazolyl)-6-(1-(arylimino)ethyl)pyridines: Synthesis and Olefin Polymerization Catalysis", J. Organomet. Chem., 2008, 693, 750-762. 总引次 数:32;他引次数:12;期刊影响因子:2.0(2012) 12. Wen-hua Sun*, Peng Hao, Shu Zhang, Qisong Shi, Weiwei Zuo, Xiubo Tang, "2-(Benzimidazole)-6-(1-aryliminoethyl)pyridyl Iron (II) and Cobalt (II) Complexes as Catalysts for Ethylene Oligomerization", Organometallics, 2007, 26, 2720-2734. 总引 次数:99;他引次数:22;期刊影响因子:4.1(2012) 13. Min Zhang, Peng Hao, Weiwei Zuo, Suyun Jie, Wen-Hua Sun*, "2-(Benzimidazol-2-yl)-1,10-phenanthrolyl Metal (Fe and Co) Complexes and Their Catalytic Behaviors Toward Ethylene Oligomerization", J. Organomet. Chem., 2008, 693, 483-491. 总引次数:45;他引次数:13;期刊影响因子:2.0(2012) 14. Yanjun Chen, Peng Hao, Weiwei Zuo, Kun Gao, Wen-Hua Sun*, "2-(1-Isopropyl-2-benzimidazolyl)-6-(1-aryliminoethyl)pyridyl Transition Metal (Fe, Co, and Ni) Dichlorides: Syntheses, Characterizations and Their Catalytic Behaviors Toward Ethylene Reactivity", J. Organomet. Chem., 2008, 693, 1829-1840. 总引次 数:63;他引次数:16;期刊影响因子:2.0(2012) 15. Meifang Zhu*, Weiwei Zuo, Hao Yu, Wen Yang, Yanmo Chen, "Superhydrophobic Surface Directly Created by Electrospinning Based on Hydrophilic Material", J. Mater. Sci., 2006, 41, 3793-3797. 总引次数:67;他引次数:64;期刊 影响因子:2.1(2012) 16. Weiwei Zuo, Meifang Zhu*, Wen Yang, Hao Yu, Yanmo Chen, Yu Zhang, "Experimental Study on Relationship Between Jet Instability and Formation of Beaded Fibers During Electrospinning", Polym. Eng. Sci., 2005, 45, 704-709. 总引次数:95; 他引次数:90;期刊影响因子:1.2(2012) 17. Jihuan He*, Yue Wu, Weiwei Zuo, "Critical Length of Straight Jet in Electrospinning", Polymer, 2005, 46, 12637-12640. 总引次数:45;他引次数:5; 期刊影响因子:3.3(2012) 18. Qisong Shi, Weiwei Zuo*, "Vinyl Polymerization OF Norbornene Catalyzed by [2-(2-benzimidazolyl)-6-((1-aryliminoethyl)pyridinyl)] Nickel chloride/MAO System", Chin. J. Polym. Sci., 2007, 26, 561-565. 总引次数: 1; 他引次数: 0; 期刊影响因子: 1.2(2012) 期刊影响因子的查询截止时间和查询数据库: ISI Web of Science, 查询截止时间 2012 年6主持(参与)科研项目及申请专利: (项目来源、项目名称、经费、个人在其中的作用) 无7获科技奖情况: (项目名称、奖项、获奖时间、本人在其中的作用及排名、获奖总人数) 无 获各类荣誉奖情况: 无8受聘后拟开展研究工作的计划和思路(包括研究方向、内容和目标) : 化学工业造成的环境污染已经成为我国乃至全世界最棘手的问题.发展绿色化学将是当今化 学科学发展的一个大的方向.结合当前国际以及我国现状,在绿色化学领域能够有所提高的 方面包括:1)对于相同的反应,使用无毒、无污染环境友好的反应试剂取代高污染、高毒的 试剂;2)使用催化剂催化反应,以提高原子经济性;3)提高对于目标产物的选择性,减少 副产物的生成.催化反应相对于非催化反应由于反应条件温和、反应速度快、副反应少一直 是绿色化学的一个重要领域.金属有机化合物催化剂由于反应活性高、选择性高、对功能基 团耐受性强、底物范围广等优点成为当今学术界和工业界研究的热点. 拟开展的研究包括以下两个方面: 1.绿色催化剂: (关键词:创新、发现、金属有机) 开发以铁为中心原子的金属有机催化剂,催化各种有机反应,诸如加氢、耦联、聚合等.更 具体的说就是用铁的金属有机催化剂取代当前发展的比较成功的其他的金属有机催化剂,例如:钯、铂、铱、铑、钌、金等,这些金属一方面比较昂贵,另一方面它们的毒性也非常高. 铁由于在地球上的储藏量比较大、价格比上面的金属价格要便宜高得多,另一方面铁也是人 体必须的元素. 具体的研究方式:基于金属有机化合物的结构与其反应性能之间的联系,结合需要催化的反 应的反应机理设计、合成含有各种不同配体的铁的金属有机化合物.研究其催化性能、催化 机理以及在此基础上催化剂的优化. 期望的结果:(a)得到催化性能更好的基于铁为金属中心的新催化剂,以此取代已有的含有贵 金属的催化剂;(b)在工作的过程中发现新的化学键的活化方式、新的类型的化学反应,并以 此开拓新的领域;(c)得到新的小分子化合物,或者新的高分子化合物、新的材料. 拟催化的反应类:化学键(例如C-H键)的活化以及相应的该化学键的功能化;对有机合成 化学很有用的耦联反应;聚合反应(这里的聚合反应主要是指新的配体以及新的聚合方式以 及得到的新的聚合物) 常用的配体:各类磷有机化合物、N-杂环卡宾、含硼类有机化合物、 一氧化碳、一氧化氮、 各类含氮有机化合物、 (取代)环戊二烯、各种烯烃、redox non-innocent配体等. 主要的基础研究内容:(a) 金属有机化合物的设计、合成与表征;(b) 金属有机化合物与各类 有机化合物的化学反应;(c) 金属中心的结构(电子、立体)对其反应活性的影响,配体的立 体、电子结构对金属中心稳定性以及对各个基元反应的动力学、热力学等性能的影响;(d) 反 应中间体的分离与表征,理论计算以及反应机理的研究. 2. 绿色化学反应: (关键词:提高、改进、有机催化) 基于对金属有机化合物促进或者催化有机化学反应机理的理解,改进已有小分子化合物的合 成路径.这些小分子化合物包括工业精细化学品、药物合成中间体等. 对原有的合成路径的改进: (a) 通过开发不同的金属催化路径,使用低(无)毒、低(无)污 染的反应试剂取代原有的反应试剂,例如使用空气中的氧气取代原来高污染、高毒性的氧化 剂,用氢气作为替代的还原剂等;(b) 通过开发不同的金属催化路径,对于相同的目标产物, 使用能容易大量生产的且价格便宜的原料取代原有的反应原料; (c) 修饰催化剂的结构或者使 用不同的催化机理,提高催化反应的选择性,包括立体选择性、区域选择性、化学选择性 等. 具体的基础研究内容:(a) 金属有机化合物对各种不同化学键的活化、对各种小分子诸如氢 气、氧气、水、氮气等的活化等;(b) 有金属参与的各类有机化学反应;(c) 另外,利用光能 来促进金属有机化合物对各种化学键以及小分子化合物的活化也是一个非常高效、绿色的途 9 径.通过与光(可见、紫外光)化学反应,金属化合物将会改变其电子结构,从而改变或提 高其反应活性.同时,由于光化学反应过程往往伴随着金属或配体的氧化还原反应,从而减 少或者省略氧化还原剂的使用. 10 所需科研条件: (包括科研经费、实验室面积、仪器设备、人员等,并简要说明所需条件的必要 性和预算依据) 科研经费:第一年 200 万元人民币.主要用于 (a) 实验室装修;(b) 一些必要仪器的购置, 例如手套箱,反应釜,各类真空泵,烘箱,搅拌加热设备,电脑,旋转蒸发仪,玻璃仪器, 天平等;(c) 化学试剂、溶剂以及各种气体的购置;(d) 各类测试费;(e) 其他费用 实验室面积:100 m2 左右实验室,外加一个个人办公室,以及学生办公室 对公共设备的要求:前面 3 项非常重要 高于 600 MHz 的核磁共振仪:要求能够测试各种一维、二维,常温、低温、高温,各种不同 核,各种其他测试诸如弛豫时间等.核磁,尤其是高分辨核磁对我们这一行非常重要,因为 大多数的催化剂中间体是很难分离的,核磁是最方便、最有效的捕捉中间体的手段.准确表 征这些重要中间体的结构对研究至关重要,同时也是所有高水平杂志的基本要求. (我的 Science 论文的催化剂中间体就是通过学校的 600 MHz 发现的,这也是我们后来有信心投稿 Science 并被接受的根本原因) . 多伦多大学化学系地下室有超过 10 台从 200 到700 MHz 核磁,基本上可以保证每一分钟都能做上核磁. 高分辨 EPR:要求功能强大能够满足各种高准确度的测试.有些金属有机化合物或者金属有 机中间体是顺磁的,所以为了准确表征这些化合物 EPR 就很必要.具体原因跟核磁的相同, 我们需要准确表征这些催化剂前驱体、以及中间体的结构. 图书馆文献检索能力:要求对于化学领域的各类期刊、书籍能够方便查阅全文,要有一些常 规的检索工具例如Scifinder,Reaxys等X-射线单晶衍射仪 红外、紫外光谱仪 气象色谱、高效液相色谱等色谱仪 质谱仪 元素分析仪