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关威教授博士研究领域：天然气化工,环保,新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药研究方向：惰性化学键活化和转化的催化科学所在单位：东北师范大学

基本信息

所在单位：

东北师范大学

单位类型：

高等院校

职称：

教授

最高学历：

博士

教育经历：

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

工作经历：

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

专家介绍：

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。

科研能力

研究领域：

天然气化工,环保,新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药

研究方向：

惰性化学键活化和转化的催化科学

英文标签：

Polyoxometalates;Density Functional Theory;Polyoxometalate;DFT;Density Functional Calculations;Charge Transfer;Electronic Properties;Copper Catalysis;Dft Calculations;Nonlinear Optics

论文著作：

1. Ultrastable Polymolybdate-Based Metal-Organic Frameworks As Highly Active Electrocatalysts for Hydrogen Generation from Water.
Jun-Sheng Qin; Dong-Ying Du; Wei Guan; Xiang-Jie Bo; Ya-Fei Li; Li-Ping Guo; Zhong-Min Su; Yuan-Yuan Wang; Ya-Qian Lan; Hong-Cai Zhou
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2015

2. Effect of Imidazole Arrangements on Proton-Conductivity in Metal-Organic Frameworks
Feng-Ming Zhang; Long-Zhang Dong; Jun-Sheng Qin; Wei Guan; Jiang Liu; Li; Meng Lu; Ya-Qian Lan; Zhong-Min Su; Hong-Cai Zhou
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2017

3. Creating Well-Defined Hexabenzocoronene in Zirconium Metal-Organic Framework by Postsynthetic Annulation.
Jun-Sheng Qin; Shuai Yuan; Lei Zhang; Bao Li; Dong-Ying Du; Ning Huang; Wei Guan; Hannah F. Drake; Jiandong Pang; Ya-Qian Lan; Ali Alsalme; Hong-Cai Zhou
Journal of the American Chemical Society, 2019

4. A Highly Efficient Z-scheme B-doped G-C3n4/sns2 Photocatalyst for CO2 Reduction Reaction: a Computational Study
Yue-Lin Wang; Yu Tian; Zhong-Ling Lang; Wei Guan; Li-Kai Yan
JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, 2018

5. Photoinduced Copper-Catalyzed Asymmetric C-O Cross-Coupling
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
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2021

6. Multielectron Transportation of Polyoxometalate-Grafted Metalloporphyrin Coordination Frameworks for Selective CO2-to-CH4 Photoconversion
Qing Huang; Jiang Liu; Liang Feng; Qi Wang; Wei Guan; Long-Zhang Dong; Lei Zhang; Li-Kai Yang; Ya-Qian Lan; Hong-Cai Zhou
National Science Review, 2019

7. A DFT Study on the Two‐Dimensional Second‐Order Nonlinear Optical (NLO) Response of Terpyridine‐Substituted Hexamolybdates: Physical Insight on 2D Inorganic–Organic Hybrid Functional Materials
Muhammad Ramzan Saeed Ashraf Janjua; Muhammad Amin; Muhammad Ali; Beenish Bashir; Muhammad Usman Khan; Muhammad Awais Iqbal; Wei Guan; Likai Yan; Zhong-Min Su
European Journal of Inorganic Chemistry, 2011

8. Prediction of Remarkably Large Second-Order Nonlinear Optical Properties of Organoimido-Substituted Hexamolybdates
Muhammad Ramzan Saeed Ashraf Janjua; Chun-Guan Liu; Wei Guan; Jia Zhuang; Shabbir Muhammad; Li-Kai Yan; Zhong-Min Su
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 2009

9. Redox-switchable Second-Order Nonlinear Optical Responses of Push-Pull Monotetrathiafulvalene-Metalloporphyrins.
Chun-Guang Liu; Wei Guan; Ping Song; Li-Kai Yan; Zhong-Min Su
Inorganic chemistry, 2009

10. Multicolor Carbon Dots Prepared by Single‐Factor Control of Graphitization and Surface Oxidation for High‐Quality White Light‐Emitting Diodes
Yuxin Zheng; Kamile Arkin; Jiawei Hao; Siyi Zhang; Wei Guan; Lingling Wang; Yingna Guo; Qingkun Shang
ADVANCED OPTICAL MATERIALS, 2021

发明专利：

1. 一种铅离子比色检测探针及其应用方法
东北师范大学
关威; 苏忠民; 柴芳; 代起君; 王春刚; 李鹿; 赵亮; 高洪泽
公开日期: 2010-05-19 申请日期: 2009-12-29 公开号: CN101710076A

2. 一种铅离子比色检测探针及其应用方法
东北师范大学
柴芳; 赵亮; 关威; 王春刚; 代起君; 高洪泽; 苏忠民; 李鹿
公开日期: 2010-05-19 申请日期: 2009-12-29 公开号: CN101710076A

科研项目：

1. 镍-Lewis酸协同催化C-C键选择性活化与重组反应机制的理论研究
立项时间: 2015-2017 项目经费：260000

2. 微观化学结构和反应原理的动态可视化课堂创新
立项时间: 2020

3. 理论研究可见光调控的双过渡金属催化交叉偶联反应的协同作用机制
立项时间: 2018-2021

4. 理论探索分子笼基均相仿生催化的限域效应和反应机制
立项时间: 2021

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