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李晖

作者:化学学院 | 发布日期:2014-04-30  |  浏览量:  


联系电话:86-10-68912667(办公室),86-10-13910835773
电子邮件:
lihui@bit.edu.cn

研究方向:
(1)新型功能配合物的设计、合成、结构与性质研究;
(2)超分子器件的设计、组装与性能研究;
(3)X-射线单晶衍射法研究物质结构

承担课题:
国家自然科学基金面上基金(20571011, 20771014,21171018,21271026);
一项教育部留学回国人员基金;
一项教育部高等学校博士点专项基金;
北京理工大学基础研究基金,北京理工大学国际合作研究基金等科研项目。

课题组成员:
博士生:汤贝贝,周培,郑春英,郝亮,徐国宏
硕士生:姚建峰,盛传芳(联合),刘会茹(联合),金鑫,张通,董璐(联合),王冲,常鸽,杨建杰(联合)


课题组负责人李晖的主要经历:
1994-1997年于南京大学配位化学国家重点实验室在游效曾院士的指导下获博士学位。1998-1999年在中国科学院感光化学研究所(现理化技术研究所)从事博士后研究。1999-2001年作为英国皇家学会王宽诚基金研究人员(K. C. Wong Research follower)在英国诺丁汉大学(University of Nottingham)化学系Martin Schröder教授小组工作,2001-2003年在台湾大学化学系彭旭明院士的实验室及中央研究院化学所从事博士后研究。2003-2007年在北京理工大学任副教授,2007年至今在北京理工大学任教授、博士生导师。主持了多项国家自然科学基金;一项教育部留学回国人员基金;一项教育部高等学校博士点专项基金;北京理工大学基础研究基金、北京理工大学国际合作研究基金等科研项目。发表SCI收录的学术论文几十篇。与国内外的相关领域的同行有密切的联系。多次访问美国加州大学(圣迭戈,尔湾,河滨)。在美国西北大学J Fraser Stoddart组作为高级研究学者从事科研工作。讲授的研究生课程有《配位化学》、《高等无机化学》、《材料化学》等。曾获北京理工大学首届T-more优秀教师奖Sinolink奖;北京理工大学“师德先进个人”荣誉称号;获得北京理工大学优秀博士学位论文指导教师证书和优秀硕士学位论文指导教师证书。

主要研究领域及成果:

一、生物小分子及天然小分子的配位化学与超分子化学的研究

  自然界为我们提供了大量的结构新颖、功能神奇的化合物。它们一般是生命体系或是天然产物的的建造单元。研究这一类分子的配位化学与超分子化学,不仅能够合成出多种功能材料,例如手性材料,而且还有助于人们理解生命过程中的一些重要反应,为医学和医药的发展做出贡献。本课题组在核苷酸的配位化学与超分子化学领域开展创新性的研究。关于核苷酸及其配合物的手性研究一直都是化学和生物学界研究的热门话题,它对于理解生命的起源具有十分重要的意义。然而,核苷酸配合物的手性能否传递到三维晶格结构以及如何表征和分析这一过程仍是人们有待深入研究的问题。我们通过X-射线单晶衍射,液态和固态圆二色谱的手段,研究了一系列核苷酸配合物的分子手性及其晶体手性,并总结了由分子手性到超分子手性的传递规律。研究结果表明,核苷酸与金属离子配位后,其手性可以保持,并进一步通过氢键相互作用传递到三维超分子结构。



Pei Zhou, Jian-feng Yao, Chuan-fang Sheng and Hui Li*, A continuing tale of chirality: metal coordination extended axial chirality of 4,4′-bipy to 1D infinite chain under cooperation of a nucleotide ligand,CrystEngComm,2013,15,8430 (cover paper).



Pei Zhou, Hui Li*, Chirality Delivery from a Chiral Copper(II) Nucleotide Complex Molecule to Its Supramolecular Architecture, Dalton Trans. 2011, 40, 4834.

二、功能金属有机框架的研究

  金属有机框架(MOFs)材料是由金属离子或簇(cluster)为次级结构单元(SBUs),以有机分子为支柱(struts)构成的三维超分子结构。由于其丰富多样的拓扑结构以及在气体吸附与分离、传感、催化以及磁性等领域的重要潜在应用,近年来引起了化学、物理和材料学家们的广泛关注。在荧光应用方面,金属有机框架已经被用来作为小分子荧光探针,并在气相条件下用来探测高爆炸性的有机分子,如2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷(DMNB)和二硝基甲苯(DNT)等。有机分子上的氨基(–NH2)、硝基(–NO2)、羟基(–OH)、氰基(–CN)等官能团与不同的气体和液体小分子之间存在着不同的弱相互作用,因此以这样的有机分子作为支柱连接构成的金属有机框架材料将会对不同的气体和液体小分子具有不同的选择性。一系列选择性吸附或分离气体小分子的MOFs已相继被报道。本课题组成功地制备出了两种–OH官能团位于一维孔道表面的MOF-74 同形类似物。它们的去溶剂形式OH-MOF-74-1a 和OH-MOF-74-2a 对不同的溶剂小分子表现出不同的荧光特性。因此,可以作为小分子的荧光探针。另外,OH-MOF-74-2a 对具有不同吸电子和推电子基团的芳香分子具有不同寻常的发光特性。该研究成果发表在国际化学重要期刊于Chemical Communication(影响因子:6.169)。 该论文被编辑选为封面文章(Back Cover)。



Gui-lei Liu, Yong-jie Qin, Lei Jing, Gui-yuan Wei and Hui Li*, Two Novel MOF-74 Analogs Exhibiting Unique Luminescent Selectivity (back cover), Chem. Commun., 2013, 49, 1699.

三、芳酰腙类及二氨基马来腈类希夫碱的配位化学,超分子化学和光谱性质的研究

  酰腙类希夫碱配体具有诸如多种功能基团,多个配位点及荧光等特点,是一类具有应用价值的多功能配体。我们课题组通过预设计合成具有特定功能集团的的酰腙类希夫碱配体,并通过改变金属盐的阴离子得到不同配位构型和超分子结构的锌配合物[1]。同时,我们也设计合成了一系列对称的二氨基马来腈希夫碱配体。通过改变配体取代基的位置的不同,得到了结构不同及荧光性质不同的锌配合物[2]。从液态和固态两个方面研究了希夫碱配体及配合物的荧光性质。初步探索了在自组装过程中锌离子与希夫碱配体的配位作用及分子间相互作用对配合物荧光性质的影响。该研究对于希夫碱类配体的配位化学和荧光材料的设计具有重要意义。





[1] B.B Tang, H. Ma, G. Z. Li, Y. B. Wang, G. Anwar, R. F. Shi, H. Li, CrystEngComm, 2013, 15, 8069–8073.
[2] Q. Hong Meng, P. Zhou, F. Song, Y. B. Wang, G. L. Liu and H. Li ,CrystEngComm, 2013, 15, 2786–2790.

四、丙烯酸的配位化学与超分子化学

  苯基丙烯酸配体由于具有较大的共轭体系以及灵活多样的配位方式,引起了我们对其功能配位聚合物的研究兴趣。研究表明,配体中取代基团的微小变化会使配合物的超分子结构发生改变。本实验室系统地研究了一系列羟基取代丙烯酸配体的(E)-3-(2,or 3, or 4-hydroxyl-phenyl)-acrylic acid (L1, L2和L3)的过渡金属和镧系元素的配位化学。得到了不常见的氢键作用引起的一维交互链状结构[1],双核镧系离子配合物[2]以及结构不同的三种Eu的配合物[3]等一系列新颖的配合物。并对分子中存在的π-π堆积,氢键,范德华力等分子间弱相互作用进行了详细深入地讨论和分析。



Gui-lei Liu, Hui Li*, Auxiliary ligand-controlled supramolecular assembly of three Cd(II) coordination polymers based on a (E)-3- (quinolin-4-yl) acrylic acid: syntheses, structures and photoluminescent properties, CrystEngComm, 2013, 15, 6870.

  分子间弱相互作用尤其是卤素原子间的相互作用近年来引起了配位学家的广泛关注。有机分子间的卤素…卤素相互作用已经被相继报道,但是配合物间卤素…卤素相互作用尤其是F···F作用至今仍然没有被详细报道。为了对苯基丙烯酸配体更进一步的系统的研究,本实验室开展了三种氟代苯基丙烯酸配体(E)-3-(2,or 3, or 4-hydroxyl-phenyl)-acrylic acid与过渡金属和稀土金属的配位化学的探讨。得到了一系列结构和性质不同的功能配合物。尤其是利用(E)-3-( 3-hydroxyl-phenyl)-acrylic acid (HL1) 与过渡金属反应得到了三核、一维和二维三种结构不同的新颖配合物,并在三核配合物和一维配合物中发现了距离分别为2.953 Å和3.002 Å 的较强的C−F···F−C 相互作用,这些成果对含有卤素…卤素相互作用的超分子配合物的研究具有重要的指导意义。



Liu,G. L.; Liu, C. M.; Hui Li*. J. Solid State Chem. 2011, 184, 481。

五、配体及配合物的原位转变:实验数据和理论计算

  近年来,原位偶合配体转变在晶体工程和有机合成化学领域引起了化学家们的广泛关注。然而,到目前为止,仅仅只有一例室温下的C–C原位偶合反应被报导。关于C–C原位偶合配体转变机理的系统研究至今没有报导。本实验室实现了在室温下一个不同寻常的C–C原位偶合反应。伴随着配体的原位转变,其三价铁配合物的原位转变也得以实现。通过转变前后的两个新颖的Fe(III)的配合物的X-射线单晶衍射的晶体结构分析,提出了该C–C原位偶合转变的机理,并通过密度泛函理论(DFT)M06方法对该机理中的各阶段的组分的能量进行了分析。首次从结构数据和理论计算两个方面对C–C原位偶合转变反应的机理进行了系统的研究和证明。


图 1. 配合物 (a) 1和 (b) 2的分子结构图


图 2 C–C原位偶合转变反应示意图。

Gui-lei Liu, Shu-fang He, Shaowen Zhang and Hui Li*, In Situ Ligand and Complex Transformation of Iron (III) Schiff Base Complex: Structural Evidences and Theoretical Calculations, Dalton Trans., 2012, 41, 6256.