中国科学院上海有机化学研究所王晓明

baozhang

王晓明，上海有机所研究员。具有在过渡金属催化的不对称反应、合成方法学和烯烃聚合等领域的研究经历，在新型催化剂的创制、方法学发展和机理研究方面具有丰富的研究经验。本课题组将致力于新型金属络合物的制备及其催化性能研究。


王晓明 研究员
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　
上海市零陵路345号，200032
电话: +86 21 54925578
邮箱: xiaoming@sioc.ac.cn


简介：
2019年3月：研究员，中科院上海有机所金属有机国家重点实验室
2018年2月-2019年3月：博士后，日本东京大学工学院Kyoko Nozaki教授
2014年9月-2018年1月：洪堡学者，博士后，德国明斯特大学Frank Glorius教授
2009年9月-2014年7月：硕博研究生，中国科学院上海有机化学研究所
2005年9月-2009年7月：理学学士，浙江大学


获奖及荣誉：
2013年博士研究生国家奖学金
2014年度中国科学院院长特别奖
2015年度中国科学院优秀博士学位论文
德国洪堡博士后奖学金
2020年度“Thieme Chemistry Journals Award”国际学术奖


代表性论文：
1. Wang, X.; Seidel, F. W.; Nozaki, K.* Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 12955–12959. Synthesis of Polyethylene with in-chain α,β-Unsaturated Ketone and Isolated Ketone Units by Pd-catalyzed Ring-opening Copolymerization of Cyclopropenones with Ethylene.
2. Wang, X.; Nozaki, K.* .J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 15635-15640. Selective Chain-end Functionalization of Polar Polyethylenes: Orthogonal Reactivity of Carbene and Polar Vinyl Monomers in Their Copolymerization with Ethylene.
3. Wang, X.;& Li, Y.;& Knecht, T.; Daniliuc, C. G.; Houk, K. N.*; Glorius, F.* (&Both authors contributed equally.) Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5520-5524. Unprecedented Dearomatized Spirocyclopropane in a Sequential Rh(III)-catalyzed C-H Activation and Rearrangement Reaction.
4. Wang, X.; Lerchen, A.; Daniliuc, C. G.; Glorius, F.* Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 1712-1716. Efficient Synthesis of Arylated Furans Enabled by a Sequential Rh-catalyzed Arylation and Cycloisomerization of Cyclopropenes.
5. Wang, X.; Gensch, T.; Lerchen, A.; Daniliuc, C. G.; Glorius, F.* J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6506-6512 (Top 20 most read JACS papers in May, 2017. Highlighted by Chemistry Views). Cp*Rh(III)/Bicyclic Olefin Cocatalyzed C-H Bond Amidation by Intramolecular Amide Transfer.
6. Wang, X.; Lerchen, A.; Gensch, T.; Knecht, T.; Daniliuc, C. G.; Glorius, F.* Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 1381-1384. Combination of Cp*RhIII-Catalyzed C-H Activation and a Wagner–Meerwein-Type Rearrangement.
7. Wang, X.; & Yu, D.-G.; & Glorius, F.* (&Both authors contributed equally.) Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 10280. Cp*Rh(III)-Catalyzed Arylation of sp3 C-H Bonds.
8. Wang, X.; Guo, P.; Han, Z.; Wang, X.; Wang, Z.; Ding, K.* J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 405-411. Spiroketal-Based Diphosphine Ligands in Pd-Catalyzed Asymmetric Allylic Amination of Morita-Baylis-Hillman Adducts: Exceptionally High Efficiency and New Mechanism.
9. Wang, X.; Meng, F.; Wang, Y.; Han, Z.; Chen, Y.-J.; Liu, L.*; Wang, Z.*; Ding, K.* Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9276-9282 (Highlighted by SYNFACTS, 2012, 1286). Aromatic Spiroketal Bisphosphine Ligands: Palladium-Catalyzed Asymmetric Allylic Amination of Racemic Morita–Baylis–Hillman Adducts.
10. Wang, X.; Han, Z.; Wang, Z.*; Ding, K.* Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 936-940 (Highlighted by Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9486-9488 and SYNFACTS, 2012, 412). Catalytic Asymmetric Synthesis of Aromatic Spiroketals by SpinPhox/Iridium(I)-Catalyzed Hydrogenation and Spiroketalization of α,α’-Bis(2-hydroxyarylidene)-Ketones.

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过渡金属催化的炔丙基取代反应被广泛应用于合成一系列含有重要官能团的产物。由于活性炔丙基金属中间体的多种反应性，以可控的方式，从相同的原料获得不同产物的区域发散性炔丙基取代反应仍是一项艰巨的挑战。另外，现阶段发展的炔丙基取代反应主要局限于两组分反应，亲核试剂需要预先制备，一定程度上限制了产物结构的多样性和合成效率。因此，利用多组分反应实现区域发散性的炔丙基取代反应，尤其是构建含有重要官能团的α季碳中心，是重要且挑战性的研究课题。

图1 配体控制的区域发散性炔丙基取代反应

        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王晓明课题组致力于多金属物种参与的反应体系的研究，包括通过双金属接力/协同催化实现挑战性的转化过程、仿酶的双多核金属催化和金属物种的现场簇集和其催化性能等。近年来，王晓明课题组采用配体修饰的双核铑催化和双钯协同催化的方式，发展了一系列新颖的重氮化合物的双官能团化反应(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 11799-11810; ACS Cent. Sci. 2022, 8, 581-589; Org. Lett. 2022, 24, 8423-8428; Chem. Eur. J. 2023, e202202820; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202307973)。近日，该课题组和合作者等采用双核铑和钯催化剂的双金属接力催化，通过配体调控，实现了重氮、胺和炔丙基底物参与的区域发散性的三组份反应(JACS Au, 2023, 10.1021/jacsau.3c00415)。该方法可以高化学选择性和高区域选择性地合成各种官能团化的二烯和炔丙基产物，同时高效构建全碳季碳中心（图1）。他们发现，利用不同的膦配体，原位生成的亲核试剂与炔丙基底物发生不同区域选择性的取代过程，选择性可控地生成含有季碳中心的二烯或炔丙基产物，  实现了配体调控的区域发散性炔丙基取代反应。初步的机理研究表明，该反应是通过双金属接力催化实现的，即双核铑催化卡宾插入和钯催化炔丙基取代的接力催化过程。
         该工作得到国家自然科学基金委、上海有机所以及金属有机化学国家重点实验室的大力资助。

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双金属协同催化是开发高效和新颖的有机反应的一种有力策略，可以实现一些挑战性的，尤其是单一金属催化剂很难实现的化学反应。另外，阐明两种不同的过渡金属催化剂在反应体系中的演变过程和其催化作用是双金属协同催化研究中重要、也是极具挑战性的目标之一。

图1. 铜/铑双金属协同催化的卡宾发散性双官能团反应

        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王晓明课题组致力于研究多金属物种参与的反应体系，包括仿酶的双多核金属催化剂的开发和金属物种的现场簇集和催化等。近日，在该课题组已经取得一定进展的双（多）核金属催化的工作基础上(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 11799; ACS Catal. 2021, 11, 13696; Nat. Commun. 2021, 12, 3813; ACS Cent. Sci. 2022, 8, 581; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 10.1002/anie.202307973; JACS Au 2023, 3, 2862; Nanoscale 2023, 15, 3560; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 24877; Chem. 2024, 10, 265)，他们报道了金属铜/铑-双金属协同催化的卡宾发散性双官能团反应(J. Am. Chem. Soc. 2024, 10.1021/jacs.3c12162)。反应可以将重氮、端炔和烯丙基底物一步转化为1,5-烯炔化合物，该化合物可用于后续的多种转化从而快速构建环状的分子骨架。另外，采用炔丙醇作为端炔底物时，反应则会发生Meyer−Schuster重排生成卡宾的酰基-烯丙基化产物。他们进一步关注于两个金属催化剂前体的演变过程。炔基铜和双膦配体反应生成了四核的铜团簇，说明铜物种可能发生簇集。进一步地，反应明显的诱导期，汞毒化实验和商品化的铜纳米粒子替代实验以及透射电子显微镜等都说明，预催化剂氯化亚铜可能在反应体系中发生现场簇集，生成铜纳米粒子并催化卡宾与端炔的反应。双核铑催化剂在反应体系中则可能发生解离，生成双膦配体配位的单核铑物种，并推测双核铑或解离后的单核铑都可能催化烯丙基烷基化过程。最终，现场簇集的铜纳米粒子催化的卡宾插入反应与金属铑络合物的催化的烯丙基取代反应的协同，被认为是该反应所经历的催化过程。
        该工作得到科技部、国家自然科学基金委、上海市科技委、上海有机所以及金属有机化学国家重点实验室的大力资助。