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男, 上海应用技术大学, 教授/研究员/教授级高工或同等级别
学习/工作经历
2003年9月至 2007年7月 安徽师范大学/学士
2007年9月至 2010年7月 安徽师范大学/硕士
2010年9月至 2014年1月 复旦大学/博士
2014年8月至 2015年7月 New York University/博士后
2015年9月至2017年12月 上海应用技术大学/讲师
2018年1月至2023年6月 上海应用技术大学/副教授
2023年7月至今 上海应用技术大学/教授
研究领域和兴趣
配位化学 有机金属化学
主要业绩
本人主要致力于金属铱钌配合物的合成、反应及其在催化和构筑配位超分子组装体中的应用等研究。围绕半夹心配体这一特殊结构基元,发展具有特色的新型的过渡铱钌催化剂,应用于多种精细化工中间体的生产和研发;此外还发展了含碳硼烷基于的半夹心结构超分子自组装新策略以及铱钌配合物光电功能材料的合成方法。从事科研工作以来,以项目负责人身份主持国家自然科学基金面上项目1项,国家自然科学青年基金1项、上海市自然科学基金1项,国家重点实验室开放课题1项,2023年入选上海市“曙光学者”。作为主要完成人参与了多项国家重大科研项目研究,包括国家自然科学基金重点项目、创新研究群体项目、教育部长江学者创新团队项目和科技部973项目等。在J. Am. Chem. Soc., Coord. Chem. Rev., Chem. Commun., Inorg. Chem., Biomater. Sci., Organometallics, Dalton Trans.和Dyes and Pigments等国际权威期刊上发表论文50篇左右(其中以第一作者和通讯作者身份发表40余篇)。研究成果受到国内外同行广泛关注,先后得到Synfacts、Chem. Rev.和Chem. Soc. Rev.等多家媒体杂志的引用和报道。
具体取得的创新性成果及学术贡献如下:
(1)开发了基于半夹心结构的过渡金属“催化剂库”:通过将半夹心铱钌前驱体与不同结构的有机配体反应,制备了一系列具有不同配位模式新型的半夹心铱钌配合物,有机配体的引入大大增加的配合物金属中心的反应性,从而实现了其高效的催化活性和催化反应的多样性;为诸多重要的有机反应如醛酮的还原、醇的氧化、氨基苄醇的环化氧化加成、腈的水解、胺氧化偶联、醛的酰胺化、喹啉的选择性氢化、羰基化合物的硅氰化、卤代烃的直接酯化等提供了新方法。上述催化反应在药物化工和精细化学品领域有重要应用。我们目前和上海汉亭化学有限公司合作,进行了醇氧化制备己二醛反应的放大生产工艺开发和示范线建设,该反应在金属钌配合物为催化剂的条件下,常温常压以空气为氧化剂即可高产率的得到产物己二醛,反应原子经济性高,工艺流程绿色环保,且催化剂可重复使用,年产约60吨,年新增产值约500万,新增年利润约120万。此外,我们与昆山欣航化工有限公司合作开发了氨基苄醇的环化氧化加成制备喹啉类衍生物的生产工艺,目前已实现公斤级放大。
(2)发展了基于半夹心结构的超分子自组装新策略:通过金属铱诱导的选择性碳氢键和硼氢键活化,利用半夹心结构的屏蔽效应,首次实现了金属诱导的对位碳硼烷B-H键的活化,从而顺利实现了含碳硼烷组分的半夹心结构配位超分子自组装,为含半夹心结构基元的有机金属超分子的配位自组装提供了一种新的策略。该类配位超分子组装体在分子识别和药物分子缓释中独特的性能,有望在抗肿瘤药物领域实现其应用。
(3)发展了基于金属铱钌类配合物探针分子的合成方法:在基于对铱钌金属中心反应性研究的基础上,成功制备了若干类均配和混配型的水溶性铱钌配合物探针分子,这些分子对氰根离子具有高选择性和高灵敏度地识别作用,检测限均低于世卫组织限定的氰根离子最高浓度标准,且可以将其“试纸化”实现快速便利的检测。此类金属配合物为同类阴离子探针分子的制备提供了理论与实验依据。此类探针分子在环境监测领域有着潜在应用价值。
综上,我们在过渡金属铱钌配合物的合成、反应性及应用领域进行了较为深入和系统地研究,将其应用到了精细化学品和药物中间体合成以及新型光电功能材料制备等国家重点发展领域,并在一些重要化工中间体如己二醛和喹啉类衍生物的生产工艺中取得了关键技术突破。
代表成果
1. Lin Yang, Ai-Lin Guan, Zheng-Yang Xu, Zi-Jian Yao*. Cyclometalated Half-Sandwich Ruthenium Complexes: Preparation, Structure, and Catalytic Synthesis of Phenolic Esters from Aryl Halides without Using External CO under Air. Inorg. Chem. 2023, 62, 18198‒18208.
2. Ke Wang, Heng Li, Lin Yang, Zhen-Jiang Liu*, Zi-Jian Yao*. Half-Sandwich Ruthenium Complexes with Hydrazone Ligands: Preparation, Structure, and Catalytic Activity in Cyanosilylether Synthesis under an Air Atmosphere. Inorg. Chem. 2023, 62, 9872‒9881.
3. Song Gao, Zhen-Jiang Liu, Yu-Zhou Luo*, Zi-Jian Yao*. Half-sandwich iridium complexes with hydrazone ligands: preparation, structure, and catalytic synthesis of cyanosilylethers under air. Dalton Trans. 2023, 52, 11104‒11112.
4. Yang Wang, Fang-Lei Zhang, Zhen-Jiang Liu*, Zi-Jian Yao*. Half-Sandwich Iridium Complexes with Hydrazone Ligands: Synthesis and Catalytic Activity in N-Alkylation of Anilines or Nitroarenes with Alcohols via Hydrogen Autotransfer. Inorg. Chem. 2022, 61, 10310‒10320.
5. Wen-Rui Lv, Rong-Jian Li, Zhen-Jiang Liu,* Yan Jin,* Zi-Jian Yao.* Synthesis, Structure, and Catalytic Hydrogenation Activity of [NO]-Chelate Half-Sandwich Iridium Complexes with Schiff Base Ligands. Inorg. Chem. 2021, 60, 8181‒8188.
6. Rong-Jian Li, Chun Ling, Wen-Rui Lv, Wei Deng, Zi-Jian Yao.* Cyclometalated Half-Sandwich Iridium(III) Complexes: Synthesis, Structure and Diverse Catalytic Activity in Imine Synthesis Using Air as Oxidant. Inorg. Chem. 2021, 60, 5153‒5162.
7. Xue-Jing Yun, Chun Ling, Wei Deng, Zhen-Jiang Liu,* Zi-Jian Yao.* Half-Sandwich Ru(II) Complexes with N,O-Chelate Ligands: Diverse Catalytic Activity for Amine Synthesis in Water. Organometallics 2020, 39, 3830‒3838.
8. Xiao-Nan Fan, Wei Deng, Zhen-Jiang Liu, Zi-Jian Yao.* Half-Sandwich Iridium Complexes for One-Pot Synthesis of Amides: Preparation, Structure and Diverse Catalytic Activity. Inorg. Chem. 2020, 59, 16582‒16590.
9. 姚子健,卞明,高永红;一种铑催化合成异硫氰酸酯类化合物的方法,专利号:202210231448.9;授权公告日:2023.09.26;授权公告号:CN114716356B。
10. 姚子健,零春,王洋;一种铜催化合成喹啉衍生物的方法,专利号:202011376126.0;授权公告日:2023.06.27;授权公告号:CN112538045B。
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