关威

男， 东北师范大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1999-09至2003-06 东北师范大学 本科生
2003-09至2008-06 东北师范大学 博士研究生
2008-07至2015-05 东北师范大学 讲师
2009-07至2012-01 中科院长春应化所 博士后
2012-04至2014-04 日本京都大学 博士后
2015-06至2020-05 东北师范大学 副教授
2020-06至今 东北师范大学 教授

研究领域和兴趣

惰性化学键活化和转化的催化科学

主要业绩

针对惰性化学键活化和转化的催化科学，开展理论计算与模拟驱动精准化学合成研究。以第一作者/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Catal.、CCS Chem.等学术期刊发表论文50余篇。曾获吉林省拔尖创新人才、吉林省科学技术奖二等奖两项（第2和第3）、吉林省优秀博士学位论文和优秀博士后研究人员奖励。共同主编《量子化学计算方法在多酸化学中的应用》一书。先后主持国家自然科学基金等国家及省部级项目8项。具体创新成果如下：
（一）金属-有机和金属-金属协同催化惰性碳碳键选择活化反应机制
（1）揭示镍/Lewis酸协同催化活化C−CN 键的选择性和作用本质，并从电荷转移、配位能力、抑制竞争角度提出三种高选择性促进反应的有效途径。（2）揭示三核钛氢化合物活化苯分子中C=C键及其重排反应的机理，提出一种新颖的“两态反应机制”。并明确了三核氢化钛中氢负离子和三核钛金属的协同作用本质。这些成果发表在J. Am. Chem. Soc.和ACS Catal.等国际重要学术期刊上，揭示了新型协同催化策略的作用本质，并为惰性化学键活化和转化建立了微观反应模型。至今已被Nat. Commun.和Angew. Chem. Int. Ed.等权威期刊论文多次评价和引用。尤其上述反应机制分别被英国利物浦大学的A. G. Sergeev教授和美国天普大学的G. E. Dobereiner教授在Coord. Chem. Rev. (2020)和Org. Biomol. Chem. (2019)中大篇幅综述和引用。
（二）金属-配体协同催化碳碳和碳氮键选择性偶联
（1）通过铜催化单电子转移过程产生的烷基自由基抑制β-H消除，利用导向基团增强非活化烯烃的活性和控制反应的区域选择性，首次实现了非活化烯烃与烷基卤化物的分子间Heck偶联反应，并提出溶剂分子协助的H−Br消除机理控制烷基烯烃偶联产物的高区域和高立体选择性得到烷基烯烃偶联产物。（2）进一步利用金属铜与二烷基氨卤化合物的单电子转移过程形成烷基氨自由基中间体，在导向基团的促进下实现对非活化烯烃的迁移插入，最终通过三价铜中间体的还原消除实现分子间的氨卤化反应和三组分的氨叠氮化反应，为非活化烯烃的烷基氨双官能团化提供了一种新的思路。两部分研究成果先后发表在J. Am. Chem. Soc.，并先后被遴选为封面文章，能够为精准合成在化工、环保、石油、材料、医药等重要领域具有强大功能性和广泛应用价值的分子材料提供新方向。至今已被Chem. Rev.和Nat. Commun.等权威期刊论文多次评价和引用。尤其铜和导向配体间的协同催化作用被瑞士苏黎世联邦理工学院的B. Morandi教授在J. Am. Chem. Soc. (2020)和Angew. Chem. Int. Ed. (2020)中两次引用。
（三）光介导的双金属协同催化碳碳和碳杂键选择性偶联
（1）通过对光介导的铱(III)/镍(II)双催化C−C、C−O、C−S、C−N键交叉偶联反应的深入研究，揭示了由氧化淬灭光循环、还原淬灭光循环、过渡金属镍催化循环、氢原子转移循环组合的双循环价态调节机制和三循环自由基机制，同时明确有机碱在上述两种机制中分别通过参与质子耦合电子转移过程和氢原子转移过程有效加速反应的进行。（2）基于反应势能面和光物理性质的研究，设计并发展了一种节能、高效、低成本、广谱的NaI-PPh3/CuI协同的光氧化还原催化体系来实现烷基N-羟基酞酰亚胺酯与酚/仲胺的C(sp3)−O/N交叉偶联，并在10w蓝光LED照射4h下可以获得高达90%的产率。这些研究成果紧密围绕催化科学核心问题，符合高原子经济效率、绿色环保及经济实用等化学合成领域的核心诉求，充分发挥理论计算的可靠性和前瞻性，为高活性和高选择性协同催化体系的设计、筛选与优化提供新视角，并发表在ACS Catal.和CCS Chem.等国际国内重要学术期刊上，先后被ACS Catal.和Org. Chem. Front.遴选为封面文章。有关“价态调节机制”的研究结果分别被美国哈佛大学的D. G. Nocera教授和沙特阿卜杜拉国王科学技术大学的M. Rueping教授在J. Am. Chem. Soc . (2020, 2021,)和Angew. Chem. Int. Ed. (2021)中多次引用。

代表成果

1. Bo Zhu, Wei Guan,* Li-Kai Yan, Zhong-Min Su*, Two-State Reactivity Mechanism of Benzene C−C Activation by Trinuclear Titanium Hydride, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138(35), DOI: 10.1021/jacs.6b02433.
2. Chunlin Tang, Ran Zhang, Bo Zhu, Junkai Fu,* Yi Deng, Li Tian, Wei Guan,* Xihe Bi*, Directed Copper-Catalyzed Intermolecular Heck-Type Reaction of Unactivated Olefins and Alkyl Halides, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140(49), DOI: 10.1021/jacs.8b10874.
3. Yang Li, Yujie Liang, Junchao Dong, Yi Deng, Chunyang Zhao, Zhongmin Su, Wei Guan,* Xihe Bi,* Qun Liu, Junkai Fu*, Directed Copper-Catalyzed Intermolecular Aminative Difunctionalization of Unactivated Alkenes, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141(46), DOI: 10.1021/jacs.9b07607.
4. Jun Chen, Yu-Jie Liang, Peng-Zi Wang, Guo-Qing Li, Bin Zhang, Hao Qian, Xiao-Die Huan, Wei Guan,* Wen-Jing Xiao,* Jia-Rong Chen*, Photoinduced Copper-Catalyzed Asymmetric C−O Cross-Coupling, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143(33), DOI: 10.1021/jacs.1c06535.
5. Ru Zhong Zhang, Ru Xue Zhang, Shuang Wang, Cong Xu,* Wei Guan,* Mang Wang*, An N-Trifluoromethylation/Cyclization Strategy for Accessing Diverse N-Trifluoromethyl Azoles from Nitriles and 1,3-Dipoles, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61(1), DOI: 10.1002/anie.202110749.
6. Wei Guan, Shigeyoshi Sakaki,* Takuya Kurahashi, Seijiro Matsubara, Reasons Two Nonstrained C−C σ‑Bonds Can Be Easily Cleaved in Decyanative [4 + 2] Cycloaddition Catalyzed by Nickel(0)/Lewis Acid Systems. Theoretical Insight, ACS Catal. 2015, 5(1), DOI: 10.1021/cs501653s.
7. Hang Ren, Guang-Fu Li, Bo Zhu, Xiao-Dong Lv, Li-Shuang Yao, Xin-Long Wang, Zhong-Min Su,* Wei Guan*, How Does Iridium(III) Photocatalyst Regulate Nickel(II) Catalyst in Metallaphotoredox-Catalyzed C−S Cross-Coupling? Theoretical and Experimental Insights, ACS Catal. 2019, 9(5), DOI: 10.1021/acscatal.9b00375.
8. Run-Han Li, Yu-Long Zhao, Qing-Kun Shang, Yun Geng, Xin-Long Wang, Zhong-Min Su, Guang-Fu Li,* Wei Guan*, Photocatalytic C(sp3)−O/N Cross-Couplings by NaI−PPh3/CuBr Cooperative Catalysis: Computational Design and Experimental Verification, ACS Catal. 2021, 11(11), DOI: 10.1021/acscatal.1c01222.
9. Ni Shen, Runhan Li, Can Liu, Xuzhong Shen, Wei Guan,* Rui Shang*, Photocatalytic Cross-Couplings of Aryl Halides Enabled by o‑Phosphinophenolate and o‑Phosphinothiophenolate, ACS Catal. 2022, 12(5), DOI: 10.1021/acscatal.1c05941.
10. Yu-Jiao Dong, Bo Zhu, Yun Geng, Zhi-Wen Zhao, Zhong-Min Su,* Wei Guan*, Radical Mechanism of IrIII/NiII Metallaphotoredox-Catalyzed C(sp3)–H Functionalization Triggered by Proton-Coupled Electron Transfer: Theoretical Insight, CCS Chem. 2022, 4(4), DOI: 10.31635/ccschem.021.202100802.

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