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TUhjnbcbe - 2021/7/27 18:27:00

个人简介

吕小兵,年度京博科技创新奖获得者,大连理工大学化工学院教授,精细化工国家重点实验室副主任。年于大连理工大学获博士学位后,在精细化工国家重点实验室开展独立研究工作。年获中国化学会“青年化学奖”和霍英东教育基金会青年教师奖;年获国家杰出青年科学基金;年获中国青年科技奖;年获中国石油和化学工业协会青年科技突出贡献奖;年入选教育部长江学者特聘教授;年《小分子活化与仿生催化》教育部创新团队负责人;年科技部中青年科技创新领*人才;年入选中组部第二批国家万人计划。

主要研究方向是二氧化碳的资源化利用、手性高分子合成方法学、基于小分子活化的立体选择性可控配位聚合。

主要研究成果

开展基于二氧化碳活化新模式与催化转化的基础研究,设计合成氮杂卡宾烯、甜菜碱及膦叶立德等与二氧化碳的加合物,发现键合的二氧化碳处于高度活化状态,可以在温和条件下参与有机化合物构筑,初步建立了低浓度二氧化碳的选择性吸附、活化与催化转化于一体的耦合技术模型。发展系列含亲电和亲核中心双功能催化体系,实现了通过催化动力学拆分方法用外消旋端位环氧烷烃和二氧化碳环加成反应直接合成出光学活性环状碳酸酯。在世界上率先开展并系统研究了二氧化碳参与共聚反应中涉及的化学、区域和立体选择性问题,设计出在室温和低压(甚至常压)下具有高活性和高立构规整性的双功能催化剂,第一次实现了二氧化碳和环氧烷烃的不对称、区域和立体选择性可控聚合,获得窄分布且完全交替的光学活性聚碳酸酯。将电喷雾质谱应用于二氧化碳与环氧烷烃共聚反应机理的研究,直接观察到聚合物链增长情况,以及快速链转移和活性聚合等特征。相关研究先后获教育部自然科学一、二等奖各一次。

吕小兵教授课题组创制的基于二氧化碳的手性精细化学品(手性有机碳酸酯和手性氨基甲酸酯等)生产技术已经在沈阳金久奇(药业)科技有限公司获得工业化生产。作为重要手性基础原料,这些二氧化碳基手性精细化学品主要销售给Gilead公司和AbbVie公司生产治疗艾滋病、乙肝和丙肝药物的指定厂家。迄今,累计新增销售额超3亿元,新增利润超6千万元,创汇超亿元。此外,他们还成功完成了奥克股份有限公司年产5万吨碳酸乙烯酯生产工艺包,采用所开发的高活性催化剂和循环喷射工艺,实现了低温、低压的连续化生产,产品纯度≥99.95%。

生物大分子的多样性与特异性源于其构筑单元精准的立体化学与有序排列。因此,实现高分子手性与序列的精准控制对理解生物大分子的链结构、自组装、特异选择性识别和催化等具有重要意义。然而,相对于手性有机小分子的不对称催化合成,含主链手性高分子的对映选择性合成的进展还比较缓慢,特别是手性高分子高效合成方法和优势手性催化体系亟待发展。吕小兵课题组将有机化学中手性小分子的不对称催化合成方法学应用到手性高分子的精细化构筑,发展出基于多手性中心诱导和双金属协同催化机制的优势手性催化体系,实现了内消旋环氧烷烃与二氧化碳、羰基硫或酸酐的去对称化开环交替共聚,以及外消旋环氧烷烃参与的催化动力学拆分共聚,高选择性获得系列呈完全交替结构的主链手性聚碳酸酯、聚硫代碳酸酯和聚酯,对映选择性高达99%,成为迄今手性高分子最有效的合成方法。发现了相反构型手性共聚物的立体相互作用,详细研究了取代基位阻、主链单元骨架、对映选择性和有序链长对形成高分子立体复合物的影响规律,创制了余种结晶性和可降解性高分子材料。

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