有机硅实验室科研团队巡礼——硅基催化合成化学(SiMOS)团队

上传时间 :2020-04-28 15:50:58    浏览次数 :885    作者与来源 :苏丽


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一、团队简介

“硅基催化合成化学团队”在徐利文教授的带领下,经过近十余年的努力,秉承不断进取、负重前行的团队精神,蓬勃发展并逐渐壮大,形成了独特的团队理念和科研文化。目前,科研团队先后主持或完成国家自然科学基金面上/青年和省杰青、重点项目20余项;已累计在Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed.等国际著名学术期刊发表SCI论文160余篇,是支撑化学学科进入ESI排名前1%的主力团队之一,多项科研成果得到国际同行的高度评价,产生了较大的国际影响力。特别是近几年来,在以手性新配体创制为核心的新催化体系构建以及手性硅烷等方面均取得一系列重要进展,大量科研工作被学术网站如X-MOL资讯等媒体的争相报道,特别是多项科技成果工作被著名的评论性期刊Synfacts予以高度评价(Highlight)。近5年里,先后获得包括浙江省科技进步奖(自然科学类)二等奖在内的6项各类学术奖励;拥有国家授权发明专利10项,其中部分专利实现成果转化。因在硅基催化合成化学方面研究特色,带领科研团队入选为浙江省高校高水平创新团队(有机硅化学创新团队)。目前团队正在围绕以下三方面的基础性和应用研究工作:(1)多官能化及手性有机硅分子的催化合成;(2)硅-碳键的高效构建及反应机制;(3)催化构建功能性有机硅分子及新材料开发三个方向开展一系列研究工作。


团队理念:追求两个极致,一是将潜力发挥到极致,二是将生命延续到极致

美国知名学者奥图博士说:“人脑好像一个沉睡的巨人,我们均只用了不到1%的大脑潜力”。该科研团队同样秉承“人的潜力无限大”追求极致的理念投入到科研工作中。通过平衡“中心任务”与“自主空间”的工作制度,充分发挥师生主观能动性,调动工作激情;创造敢为人先、勇于担当的良好风气,提供良好的生活保障,促使师生全身心投入到科研攻关,不断激发大家的科研潜力;积极主动地提供良好的创新平台,为学生提供广阔的国际交流平台,经过多年来的努力形成了浓厚的团队创新氛围;同时给予年轻人更多的帮助,在项目申报和职称晋升等方面向年轻一代倾斜,使其做事更有科研动力,进而激发科研潜能并发挥到极致。以勇作实验室排头兵的忘我精神不断地激发和挖掘团队内成员的科研潜力,在探索中求创新,求上升,求突破。

近几年,团队在多手性中心高匹配性特色配体创制与应用方面已取得系列性亮点和特色成果,创新地构建了HZNU-Phos, Xing-Phos和Ar-BINMOL-Phos系列新型配体,并应用于多种碳系和硅系等相关有机化学反应中,其中一类配体被国际同行跟踪研究并命名为Xu's Ar-BINMOLs(徐氏配体),并被美国科学院院士Yamamoto教授在评论性期刊Synfacts高度评价为“手性配体设计巧妙”。同时也受到了国内外一些长期从事手性配体研究等知名同行的高度关注。

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团队文化:团结就是力量,拼搏改变人生

经过多年来的发展,该团队已形成了独特的科研文化。走进该科研团队的实验室,可以看到研究生正在热火朝天的做实验,他们的休息室空荡荡的,墙上“将来的你一定会感谢现在奋斗的你”的座右铭异常显眼。团队老师也一大早已经到办公室办公,徐利文教授更是每天早早地第一个来到他的办公室,在身兼繁忙的实验室管理工作之余,每天仍然要花大量的时间亲自指导研究生。团队协作、互助、互赢、奋发进取是他们取得优异成绩的“敲门砖”,长期以来形成了良好的科研氛围,在没有博士点的前提上逆势而上,坚持走自主创新的特色方向,作出了一大批可圈可点的创新性成果,真正体现了“天道酬勤”的自我鞭策。


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SiMOS团队的学科交叉性强,由催化化学,理论化学,有机硅材料等不同学术背景的科研人员组成,围绕“硅基催化合成化学”这一方向,实现从理论模型到科学实验最终到应用平台,形成一种严谨的三角循环,能够让学生在这里得到多学科多层次的培养。团队负责人凝练和把握研究大方向,结合组内老师的专长细化制定具体的研究计划。团队成员中不仅有经验丰富的教师,同时也有刚刚引进的海外人才,形成一种良好的科研团队梯度和合作氛围。目前,团队内围绕硅基催化合成方向,形成一种从理论到应用的科研协作链条,为科研成果和应用成果的及时产出提供了有力的保障。

为提高科研进展与效率,形成“一周一组会”科研模式,聚焦科研难点和最新科研进展进行交流,并进行一对一针对式讨论。同时与浙江大学、中科院兰州化物所、陕西师范大学以及新加坡国立大学等国内外名校开展合作。最近,与日本新潟大学著名手性螺旋聚合物科学家青木俊樹教授团队建立“杭州-新潟分子手性联合实验室”。同时鼓励团队内老师到国内外知名院校访学,拓宽老师们的国际学术视野。

在应用方面积极拓展与国内一些知名企业展开深度校企合作。并依托所在“有机硅化学及材料技术”教育部重点实验室以及浙江省氟硅精细化学品及材料制造“2011”协同创新中心等平台,形成严密的“产、学、研、用”科研链条。


人才培养:多维创新型学术和应用人才培养(多导师制)

针对研究生培养,团队实行融教于实践和多维创新能力提升的多导师制研究生培养模式,即“多对一”因材施交叉联合培养学生,根据学生自身的兴趣、特长以及未来的职业规划,因材施教,制定相应难度和不同研究方向的课题。对学生进行启发式和发散式教学。同时培养学生主动性的科研习惯,能自主的根据研究课题制定科研目标,查阅国内外文献,了解国内外研究进展。制定“传帮学带”良好的科研氛围,即高年级学生与低年级学生一对一进行指导,鼓励学生参加国内外的学术会议。同时为及时解决学生在科研工作中遇到难题或疑惑,组内进行一周一次的教师与学生学术交流会和学术报告会,集思广益,对每一个学生的科研进展进行指导和解疑。必要时也可进行单独汇报。

近几年,团队内培养出一大批具有独立科研能力的综合素质高的优秀硕士毕业生,在校期间取得了系列的研究成果,部分成果已接近或达到博士生水平。其中获得省优秀毕业生(6人次)、国家奖学金(11人次)等校级以上奖励高达30余人次,2013-2019年期间有17名毕业生赴国内外攻读博士学位,获得国家留学基金委资助赴海外攻读博士14人,占读博总数的82%以上,在有机硅实验室乃至全校遥遥领先。例如:2018届陈灵获得经亨颐奖学金及省优秀毕业生称号,毕业后获得国家留学基金委公派法国鲁昂大学攻读博士学位。2017届袁洋获得国家奖学金,毕业后获得国家留学基金委公派德国莱布尼茨催化研究所攻读博士。2014届宋涛获得国家奖学金和省优秀毕业生。毕业后获得国家留学基金委公派赴法国巴黎市工业物理化学学校攻读博士,师从法国科学院院士J. Cossy教授。2013届王虎获得经亨颐奖学金和省优秀毕业生。毕业后到药明康德合全新药研发有限公司工作,目前已是单位技术研发骨干等等。


二、团队成员简介

团队负责人:徐利文

团队成员:曹建、尹官武、叶飞、杨雪敏


团队负责人


徐利文

 徐利文(Li-Wen Xu)1976年生,中国科学院兰州化学物理研究所博士,研究员、博士生导师,现为有机硅化学及材料技术教育部重点实验室主任。主要从事不对称催化合成及有机硅化学、均相催化及有机硅新材料等方面的研究。先后主持10余项省部级及以上各类科技项目,以通讯作者已累计在Chem. Soc. Rev.、Angew. Chem. Int. Ed.(6篇)等重要学术期刊发表论文160余篇,累计被引用超4000次(H因子为37),申请专利10余项。先后应邀撰写学术专著5章并担任6家学术期刊的编委或顾问编委;主办或参与组织国内外学术会议7次,应邀作学术报告30余次。近5年以排名第一获得包括浙江省自然科学二等奖在内的3项省部级科技奖励以及国际学术奖The Thieme Chemistry Journal Award。先后被遴选为杭州市政府特殊津贴获得者(2012年),浙江省高校中青年学科带头人(2013年),杭师大校学术委员会委员,浙江省杰出青年基金获得者(2014年),杭州市“131”中青年人才培养计划“重点资助”层次人才(2014年),浙江省“151”人才工程培养人选项目“第一层次”人才(2016年),并入选省级“千人计划”。近期成功入选2019年度斯坦福大学John P.A.Ioannidis教授发布的全球科学家影响力排行榜前1%。


核心科研骨干


曹建      曹建(Jian Cao),浙江大学博士,副研究员、硕士生导师。

曹建(Jian Cao),男,浙江大学博士,副研究员、硕士生导师。主要从事氮、氧、硅等杂原子取代炔烃在有机合成中的应用和反应性质研究。获得国家自然科学基金和省自然科学基金等项目4项,以通讯/第一作者在Angew. Chem. Int. Ed.(2篇)、Coord. Chem. Rev.、Chem. Sci.等重要学术期刊发表SCI收录学术论文30余篇,获授权发明专利2项。


尹官武

尹官武(Guan-wu Yin),日本新潟大学博士,副研究员、硕士生导师。

主要从事手性螺旋高分子的合成及结构控制和选择性光环化反应在2D超分子的形成、膜表面修饰及共聚物结构组成分析等方面的应用。主持国家/省自然科学基金等项目4项,在Macromolecules, Polymer, RSC Advances, Chirality, Chem. Lett.等国际重要学术期刊发表SCI学术论文7篇。


三、团队开展基础研究与应用研究的成果简介

(一)基础研究方面

1. 多手性中心高匹配性特色配体创制与应用

历来科研团队秉承科技创新的理念,创制了以廉价的C2轴对称性BINOL为手性源,基于膦、醇、酚三元不等价官能团,原创设计合成了一系列以HZNU-Phos, Xing-Phos和Ar-BINMOL-Phos(Xu's Ar-BINMOLs)为代表的联芳类多手性中心高效新型膦配体和非联芳类多手性中心高效新型膦配体,基于反应活性位点和多配位点并存的新型Ar-BINMOLs及其衍生配体构建了多中心仿生策略,突破了30余个反应中单一手性配体的手性传递和诱导能力的瓶颈,解决了数十个重要合成反应中立体化学控制及化学反应性控制等难题,并已在碳系和硅系相关有机反应得到广泛应用。

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2. 硅-碳化学键的定向构筑与选择性催化

基于Si-H、Si-Cl、Si-CN等活化键的活化,从反应机制出发,利用新催化技术开发构建合成手性硅烷和含硅杂环等功能化特种有机硅化合物,建立硅手性中心构建的新策略,探索含多种类型官能团的有机硅功能分子的催化新方法。并将其运用于含硅手性医药中间体、含硅功能高分子的合成及具有潜在应用价值的有机硅新材料领域,形成了硅基催化合成化学(SiMOS)的研究特色。


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(二)应用研究方面

随着有机硅单体及材料全产业链与汽车、高铁、飞机、太阳能和相关电子产业的快速发展紧密结合,使得有机硅产业日益迫切需要特种单体生产技术的开发与功能性衍生,特别是将催化技术应用于高性能下游产品的开发与品种扩展。本团队主要在新型催化剂驱动的有机硅产业链的节能减排技术开展应用研究,以新型催化剂驱动有机硅产业的技术革新为导向,着力开展以下相互关联,相互促进的三个方面研究形成重大技术突破:(1)新型催化剂驱动的特种有机硅单体的开发以及应用;(2)单组份加成型硅橡胶用包覆型催化剂的开发:利用催化技术减少有机硅产品的损耗;(3)高效聚硅氧烷裂解反应催化剂的开发。


(三)部分学术成果被各类网站所广泛报道的扩展性信息

http://st.zjol.com.cn/kjjsb/201809/t20180918_8298263.shtml

https://mp.weixin.qq.com/s/_dz6ujgqCJ8O6o7bOA3xlg

https://mp.weixin.qq.com/s/Gw2k0ZhRvuyw3dqprWDaGg

https://mp.weixin.qq.com/s/zD4lsmItAXEO71aJryQ4aw

https://mp.weixin.qq.com/s/vg7UkHGVL3eEl3vEfNNH3g

https://mp.weixin.qq.com/s/qvNkaw2ftGTJ0GHs40zylg

https://mp.weixin.qq.com/s/JyGA3r9Iaz4MdXL6ZBYoqQ