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姚小泉教授博士江苏省研究领域：天然气化工,储能,新材料,新能源,石油炼制,石油化工,精细化工研究方向：绿色化学；基于多相半导体材料的光催化合成反应；电合成；有机功能材料所在单位：南京航空航天大学

基本信息

所在单位：

南京航空航天大学

单位类型：

高等院校

职称：

教授

最高学历：

博士

教育经历：

1991-09 至 1995-07，南京师范大学，化学，学士；
1995-09 至 2000-12，中国科学院大连化学物理研究所，有机化学，博士；

工作经历：

博士后
2001-01 至 2003-02，中国科学院上海有机化学研究所，博士后；
2003-09 至 2006-03，加拿大McGill大学，博士后；
科研与学术工作经历
2006-03 至今，南京航空航天大学，材料学院应化系，教授

专家介绍：

主要研究领域为基于新材料合成的绿色合成与催化。

以金属有机化学为基础，结合材料化学研究，设计基于金属纳米颗粒及新型碳材料的绿色催化剂，探索绿色合成反应以及固相光催化反应。先后发表SCI论文40余篇，获发明专利八项；入职南航以来，主持国家自然科学基金青年项目一项、面上项目三项以及其它省部级项目两项，研究经费总计近300万元。

以“原子经济性”为原则，瞄准绿色化学的发展前沿，以金属有机化学与材料化学为基础，通过发展新型催化材料来实现反应绿色化和拓展新的绿色催化反应。发展了一系列新型金属纳米颗粒催化剂、金属纳米颗粒-半导体复合光催化剂等用于催化合成反应，发展了一系列独具特色的绿色反应体系。上述研究先后获得国家自然科学基金青年项目一项、面上项目三项。

在基于金属纳米颗粒的绿色催化方面，我们以IB族金属为主要研究对象，提出通过配体表面修饰或者与功能化载体相结合来调控纳米颗粒的催化反应活性。在这方面，我们曾经报道了诸如配体与载体共同促进的银纳米颗粒催化的水相中的醛炔加成反应（Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 71-76）、铜纳米颗粒催化的酰氯与端炔的偶联反应（Green Chem. 2013, 15, 2356-2360）等，引起了研究者的广泛关注。

近几年来，我们创造性地将新型碳氮材料作为固载化配体引入对金属的修饰中，用于发展新的催化反应。2018年，我们报道了Cu/g-C3N4催化的端炔偶联及交叉偶联反应（Green Chemistry, 2018, 20, 793-797），首次实现了温和条件下的高效反应，被Green Chemistry选为当期封面文章。在此基础上，我们还设计合成了一种新型有序介孔碳氮材料，用于担载铜纳米颗粒，成功实现了无碱条件下的、温和的端炔偶联及交叉偶联反应（Eur. J. Org. Chem. 2019, 39, 6690-6696）。除此之外，我们还以机械-化学方法制备了新型Co-N-C材料，用于无溶剂条件下苄位C-H键的高效选择性氧化反应（ACS Applied Nano Mater. 2018, 1, 6567-6574，授权发明专利CN201610804248.2），该催化体系目前正在进行工业化前期的深入探索。

近年来可见光催化合成领域取得了突破性进展，发展成为有机合成中一种实用方法。目前已报道的可见光催化剂主要是金属络合物与荧光染料等。然而，这类可见光催化剂往往存在带隙太宽、价格高昂、稳定性不佳及无法实现循环利用等缺陷。因此，为进一步拓展可见光催化在有机合成反应中的应用，实现更为绿色的可见光催化反应，寻求在室温下即可利用可见光的、相对廉价的、稳定性好且可循环的催化剂材料，是解决制约可见光催化在有机合成中实际应用的关键。我们将IB族金属纳米颗粒的LSPR效应与具有可见光响应的半导体材料相结合，用于光催化合成反应。

本课题组结合g-C3N4和IB族金属纳米粒子的特点，制备了改性g-C3N4负载银纳米颗粒的复合型光催化剂，在可见光照射的条件下催化了芳香醛的氧化酰胺化反应。在该研究中，我们成功地将无序的光降解反应转化为有序的C-H键活化反应。这也是该类复合型光催化剂首次应用于催化光促进的有机合成反应（Adv. Synth. Catal. 2016, 358, 2631-2641）。通过催化剂微调，我们以类似的Ag/g-C3N4催化剂实现了以氧气为绿色氧源、可见光诱导的、光氧化-Povarov多步串联反应合成2-芳基喹啉，首次实现了固态可见光催化剂催化的多步串联反应（Chem. Commun. 2020, 56, 4840-4843）。2021年我们还以Au纳米颗粒修饰的TiO2为催化剂，实现了光促进的醚与氮杂芳环的Minisci偶联反应，对于TiO2催化剂而言，这是非常少见的用于实际合成过程的报道（ChemCatChem, 2021, 13，3671-3678）.

上述研究为实现更为绿色的可见光催化反应奠定了基础，目前该领域尚少有研究者涉足，是一个材料、物理和有机合成化学交叉的新领域。

基于对上述半导体光催化有机合成反应的机理研究，我们还用电化学手段实现了芳胺的单电子氧化，继而实现了芳胺对位与硫氰酸根的偶联反应（Chem. Commun. 2021, 57， 13166-13169）。该反应的成功实现，为我们以此为基础，开展电催化及光电催化反应研究提供了新的思路。

科研能力

研究领域：

天然气化工,储能,新材料,新能源,石油炼制,石油化工,精细化工

研究方向：

绿色化学；基于多相半导体材料的光催化合成反应；电合成；有机功能材料

英文标签：

Gold-catalyzed Reactions;Transition Metal Catalysis;Copper Nanoparticles;Photocatalysis;C–h Activation;Transition Metal Catalysts;Carbon Nitride;Alkynes;Metal-catalyzed Reactions;Catalysis

论文著作：

1. Reactions of C—H Bonds in Water
Clara I. Herrerias; Xiaoquan Yao; Zhiping Li; Chao-Jun Li
ChemInform, 2007

2. Highly Efficient Addition of Activated Methylene Compounds to Alkenes Catalyzed by Gold and Silver.
Chao-Jun Li; Xiaoquan Yao
ChemInform, 2004

3. Water-Triggered and Gold(I)-Catalyzed Cascade Addition/Cyclization of Terminal Alkynes with Ortho-Alkynylaryl Aldehyde
XQ Yao; CJ Li
ORGANIC LETTERS, 2006

4. Phosphine-triggered Complete Chemo-Switch: from Efficient Aldehyde-Alkyne-amine Coupling to Efficient Aldehyde-Alkyne Coupling in Water.
XQ Yao; CJ Li
ORGANIC LETTERS, 2005

5. Gold- and Silver-Catalyzed Highly Regioselective Addition of Active Methylenes to Dienes, Triene, and Cyclic Enol Ethers.
RV Nguyen; XQ Yao; DS Bohle; CJ Li
ORGANIC LETTERS, 2005

6. Diastereoselective Synthesis of Α‐oxyamines Via Gold‐, Silver‐ and Copper‐Catalyzed, Three‐Component Couplings of Α‐oxyaldehydes, Alkynes, and Amines in Water.
Baosheng Huang; Xiaoquan Yao; Chao-Jun Li
ChemInform, 2006

7. Highly Efficient Gold-Catalyzed Atom-Economical Annulation of Phenols with Dienes
Rene-Viet Nguyen; Xiaoquan Yao; Chao-Jun Li
ORGANIC LETTERS, 2006

8. Highly Efficient, Reversible Addition of Activated Methylene Compounds to Styrene Derivatives Catalyzed by Silver Catalysts.
XQ Yao; CJ Li
ChemInform, 2005

9. Phosphine‐Triggered Complete Chemo‐Switch: from Efficient Aldehyde—Alkyne—Amine Coupling to Efficient Aldehyde—Alkyne Coupling in Water.
Xiaoquan Yao; Chao‐Jun Li
ChemInform, 2006

10. Enantioselective Epoxidation of Olefins Catalyzed by Two Novel Chiral Poly-Salen–mn(iii) Complexes
XQ Yao; HL Chen; WR Lu; GZ Pan; XQ Hu; Z Zheng
Tetrahedron Letters, 2000

发明专利：

1. 一种负载铂碳催化剂的电极在芳基化合物苄位碳-氢键氧化反应中的应用
南京航空航天大学
姚小泉; 梁泽瑶; 林萍; 朱荔
公开日期: 2024-11-05 申请日期: 2024-07-12 公开号: CN118895515A

2. 一种纳米钒酸铜-碳氮复合催化剂及其制备方法和应用
南京航空航天大学
姚小泉; 梁泽瑶; 郭家宝
公开日期: 2024-07-09 申请日期: 2023-02-03 公开号: CN116273085B

3. 一种纳米四氧化三钴-碳氮复合催化剂及其制备方法和应用
南京航空航天大学
姚小泉; 邵逸飞; 张浩; 郭家宝; 宋阳
公开日期: 2023-06-23 申请日期: 2022-04-19 公开号: CN114669319B

4. 一种Co‑N‑C催化剂、其制备方法及应用
南京航空航天大学
姚小泉; 聂守杰; 黄翔; 许定健; 王军
公开日期: 2017-02-15 申请日期: 2016-09-06 公开号: CN106391082A

5. 一种3,5-二甲基苯甲醛的制备方法
南京航空航天大学
姚小泉; 王艳; 吕伟; 高友兵; 孟力陈; 田靖
公开日期: 2015-07-01 申请日期: 2013-10-08 公开号: CN103524313B

6. 一种氮掺杂有序介孔碳材料的制备方法
南京航空航天大学
姚小泉; 田靖; 吕伟; 王玲玲; 孙有文; 朱荔
公开日期: 2014-12-10 申请日期: 2014-08-12 公开号: CN104192824A

7. 基于咔唑桥联结构的苯并噻唑配体的铂(II)、锌(II)金属配合物的制法及应用
南京航空航天大学
姚小泉; 贾云超; 李可; 朱荔
公开日期: 2014-08-06 申请日期: 2011-10-25 公开号: CN102516272B

8. 基于聚Salen配体的、不同锌(Ⅱ)、铂(Ⅱ)掺杂比例的金属配合物及其制备方法、应用
南京航空航天大学
屠慧; 姚小泉; 朱荔; 贾云超; 李可
公开日期: 2012-12-12 申请日期: 2011-04-08 公开号: CN102199286B

9. 基于咔唑桥联结构的苯并噻唑配体的铂(II)、锌(II)金属配合物的制法及应用
南京航空航天大学
姚小泉; 贾云超; 李可; 朱荔
公开日期: 2012-06-27 申请日期: 2011-10-25 公开号: CN102516272A

10. 基于桥联双水杨醛结构的苯并噻唑类金属配位聚合物及其制法及应用
南京航空航天大学
姚小泉; 谷刘园; 屠慧
公开日期: 2010-11-24 申请日期: 2010-07-28 公开号: CN101891895A

11. 一种含有二取代金刚烷基的维甲酸类化合物制备方法
南京航空航天大学
姚小泉; 陈礼勤; 田磊
公开日期: 2010-02-10 申请日期: 2006-11-02 公开号: CN100588643C

12. Process for the preparation of synthetic retinoids with disubstituted adamantyl radical
Lei Tian; Xiaoquan Yao; Liqin Chen
Liqin Chen; Lei Tian; Xiaoquan Yao
公开日期: 2009-01-06 申请日期: 2007-01-29 公开号: US07473799B2

13. Process for the preparation of synthetic retinoids with disubstituted adamantyl radical
CHEN LIQIN; TIAN LEI; YAO XIAOQUAN
CHEN LIQIN; TIAN LEI; YAO XIAOQUAN
公开日期: 2008-05-08 申请日期: 2007-01-29 公开号: US2008108848A1

14. 一种含有二取代金刚烷基的维甲酸类化合物制备方法
南京航空航天大学
陈礼勤; 姚小泉; 田磊
公开日期: 2007-04-11 申请日期: 2006-11-02 公开号: CN1944387A

15. 二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法
中国科学院大连化学物理研究所
姚小泉; 潘桂芝; 胡信全; 曹国英; 韩梅
公开日期: 2005-08-17 申请日期: 2003-04-08 公开号: CN1215044C

16. 一种制备高纯蒈醛的方法
中国科学院大连化学物理研究所
姚小泉; 郑卓; 刘国生; 潘桂芝; 陈惠麟
公开日期: 1999-06-09 申请日期: 1997-11-29 公开号: CN1218807A

科研项目：

1. 配体修饰下IB族金属纳米颗粒催化的有机合成反应
立项时间: 2012-2015 项目经费：600000

2. 氮掺杂介孔碳材料作为新型固定化配体在金属催化的合成反应中的应用
立项时间: 2015-2018 项目经费：800000

3. 基于IB族金属-半导体纳米复合物的可见光催化的合成反应研究
立项时间: 2018-2021

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合作意向：

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