王中夏

男， 中国科学技术大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1979.9-1983.6，南开大学化学系 本科生
1983.9-1986.6，南开大学化学系 硕士研究生
1993.8-1996.11，University of Sussex 博士研究生
1986.7-1988.12，中国科学技术大学 助教
1989.1-1996.12，中国科学技术大学 讲师
1996.12-2000.10， 中国科学技术大学 副教授
1999.10-2000.10 ，香港中文大学Research associate
2000.10-现在， 中国科学技术大学 教授

研究领域和兴趣

有机化学，金属有机化学，均相催化

主要业绩

本人长期开展金属有机化学和均相催化方面的研究，设计合成多种新型配体，合成表征了这些配体与碱金属、镁、铝、锗、锡、铅、锌、锆、铪、铁、钴、镍、钯等主族和过渡金属的络合物，研究了这些络合物的结构、反应性和催化性能，包括催化烯烃低聚、催化环酯开环聚合、催化惰性化学键的活化与转化等。已在国际著名专业刊物发表一百余篇研究论文。
近年主要开展惰性化学键的催化活化和转化方面的研究，设计合成了一系列镍、钯等金属络合物作为催化剂，实现了多种惰性化学键如C-Cl、C-F、C-O、C-N、C-S、C-CN、C-H键的催化活化和转化。主要工作包括：
(1) C-Cl和C-F键的催化活化和转化
我们合成了一系列pincer类型的配体(包括N,N,N-、N,N,P-、P,N,P-、P,N,O-等)及其镍络合物，发现它们对芳基氯和芳基氟的C-Cl和C-F键具有良好的催化活化性能，能够实现芳基氯和芳基氟与Grignard试剂、有机锌试剂以及有机锂试剂的交叉偶联。部分络合物表现出很高的催化活性，其中双核镍络合物还表现出双金属协同效应。也使用非pincer类型的镍化合物对C-Cl和C-F键进行催化活化，实现了C-C或C-N偶联。例如我们合成的新的镍-膦络合物催化的芳基氯和芳基氟与Grignard试剂的偶联；Ni(COD)2/IPr催化芳基氟化物与胺的偶联等。
(2) C-O键的催化活化和转化
我们实现了镍催化的芳基、烯基以及烯丙基醚与金属有机试剂的偶联、镍催化的胺基磺酸芳基酯与金属有机试剂的偶联、镍催化的三甲基乙酸β-羰基烯基酯与芳基锌试剂的偶联以及镍催化的烯丙醇与锌试剂或Grignard试剂的反应。我们合成的新的镍-膦络合物能够催化芳基甲基醚或烯基甲基醚与芳基Grignard试剂的偶联，而我们合成的单核和双核的pincer镍络合物能够催化胺基磺酸芳基酯与芳基Grignard试剂的偶联，用双核镍络合物催化剂还观察到双金属协同效应。P,N,N-pincer镍络合物有效地催化烯丙基甲基醚与芳基锌试剂的偶联，(Cy3P)2NiCl2则有效地催化各种三甲基乙酸β-羰基烯基酯与芳基锌试剂的偶联。镍催化烯丙醇与芳基/烷基/硅基锌试剂或烷基Grignard试剂的反应也被实现，烷基Grignard试剂的反应依催化剂的不同生成交叉偶联产物或氢化产物。
吡啶氧基是常用的芳基C-H活化的导向基。在导向C-H官能化反应后将其催化转化是十分有意义的。我们实现了镍催化下芳基2-吡啶基醚的C(Ar)-O键的活化，将2-吡啶氧基分别转化为C-H、C-N、C-Si 和 C-C键。
(3) C-N键的催化活化和转化
我们对芳基三甲基铵盐的催化偶联进行了一系列研究，也研究了个别苄基和烯丙基铵盐的反应，包括(Cy3P)2NiCl2催化芳基三甲基铵盐与芳基锌的交叉偶联、pincer 镍催化的芳基三甲基铵盐与芳基锌的交叉偶联以及铁催化的芳基三甲基铵盐与烷基Grignard试剂的交叉偶联。其中P,N,N-pincer镍络合物表现出很高的催化活性，0.01 mol%的用量就能实现高效的交叉偶联；而双金属pincer镍络合物在催化过程中表现出双金属协同效应。此外，我们还分别实现了Ni(COD)2/IPr催化的芳基三甲基铵盐与一级或二级胺的胺基交换反应、芳基三甲基铵盐与原位生成的酮alpha-碳负离子的交叉偶联、钯催化芳基或苄基三甲基铵盐与噁唑或噻唑衍生物的交叉偶联、镍催化芳基/苄基/烯丙基三甲基铵盐与P(O)H的C-P偶联等。我们也发现在适当的条件下芳基三甲基铵盐与芳基锌试剂的偶联可以在无过渡金属条件下实现。
此外，我们还实现了烯丙胺、酰胺、1-芳基三氮烯C-N键的催化转化。
(4) C-S键的活化和转化
我们实现了钯催化下噁唑或噻唑衍生物与芳基硫醚的偶联。我们也发现，硫酚在转化成锌盐之后能够直接与芳基锌试剂偶联，不需要过渡金属催化剂，但Mg2+ 和Li+的存在十分重要。我们根据NMR谱研究和文献报道，认为Lewis酸与硫酚的芳香环形成pi-络合物，极大地活化了C-S键，然后发生芳香环的亲核取代反应完成交叉偶联。
(5) C-CN键的催化活化和转化
我们发现(Me3P)2NiCl2能够催化室温下芳腈的CAr-CN活化，并与芳基锰试剂偶联形成联芳烃。反应也适用于钝化的芳腈和芳杂环底物，并兼容多种官能团。

代表成果

论文:
1. Bo Yang and Zhong-Xia Wang*, “Synthesis of Allylsilanes via Nickel-Catalyzed Cross-Coupling of Silicon Nucleophiles with Allyl Alcohols”, Org. Lett. 2019, 21, 7965−7969. DOI: 10.1021/acs.orglett.9b02946
2. Jing Li and Zhong-Xia Wang,* “Nickel-catalyzed C-O bond reduction of aryl and benzyl 2-pyridyl ethers”, Chem. Commun. 2018, 54, 2138–2141. DOI: 10.1039/c7cc09668b
3. Bo Yang and Zhong-Xia Wang,* “Transition-Metal-Free Cross-Coupling of Aryl and Heteroaryl Thiols with Arylzinc Reagents”, Org. Lett. 2017, 19, 6220–6223. DOI: 10.1021/acs.orglett.7b03145
4. Jing Li and Zhong-Xia Wang,* “Nickel-Catalyzed Amination of Aryl 2-Pyridyl Ethers via Cleavage of the Carbon-Oxygen Bond”, Org. Lett. 2017, 19, 3723–3726. DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01549
5. Feng Zhu, Jian-Long Tao and Zhong-Xia Wang,* “Palladium-Catalyzed C−H Arylation of (Benzo)oxazoles or (Benzo)thiazoles with Aryltrimethylammonium Triflates”, Org. Lett. 2015, 17, 4926–4929. DOI: 10.1021/acs.orglett.5b02458
6. Feng Zhu and Zhong-Xia Wang*, “Palladium-Catalyzed Coupling of Azoles or Thiazoles with Aryl Thioethers via C–H/C–S Activation”, Org. Lett. 2015, 17, 1601–1604. DOI: 10.1021/acs.orglett.5b00510
7. L.-G. Xie, Z.-X. Wang,* “Nickel-Catalyzed Cross-Coupling of Aryltrimethylammonium Iodides with Organozinc Reagents”, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4901–4904. DOI: 10.1002/anie.201100683
8. N. Liu, L. Wang, Z.-X. Wang,* “Room-temperature nickel-catalysed cross-couplings of aryl chlorides with arylzincs”, Chem. Commun. 2011, 47, 1598–1600. DOI: 10.1039/c0cc03064c

著作:
1. Zhong-Xia Wang and Wang-Jun Guo, “Catalysis in CCl Activation”, Chapter 1 in Homogeneous catalysis for unreactive bond activation, edited by Zhang-Jie Shi, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2015, pp 1-201.
2. Zhong-Xia Wang, “Nickel based catalysts”, Chapter 14 in Sustainable Catalysis: with Non-endangered Metals, Part 1, Edited by M. North, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2016, pp 407-468.

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