突破瓶頸! 中山大學的科學家已經實現了將惰性烷烴轉化為“100步”。

Mondo 歷史 更新 2024-02-20

最近,中山大學化學系。

Peng的研究小組發表在《科學》雜誌上。

一種基於光催化的分子內自由基取樣方法。

惰性烷烴可以轉化。

實現“精準引導”的“百步過楊”。

為什麼會有這樣的突破?

這項研究有什麼了不起的地方?

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突破。

碳氫鍵(CH)鍵是重要的組成部分,也是一類重要的有機化合物。 如果能在特定位點選擇性地進行烴鍵的活化,不僅可以大大減少合成過程中的多餘浪費,而且可以實現以烷烴為主要原料的高附加值產品的高附加值利用。 長期以來,這個問題在有機合成領域一直頗具挑戰性,被稱為“聖杯”。

清華大學化學系胡鵬課題組2月2日表示,利用光催化技術在碳氫鍵惰性轉化水平上完成了“百步精密制導”。 該方法具有操作簡單、環境友好等特點,可大大減少合成過程中的時間和成本,不僅能獲得更多高附加值的化合物,而且能實現對具有生理功能的小分子的高效、精確的結構修飾,從而加速新藥的開發。 研究結果發表在《科學》雜誌上,三位學者都是中山大學的博士生。

胡鵬等人的研究結果發表在《科學》雜誌上

解決問題。 如何有效調控其催化活性一直是該領域的難題。 然而,在直鏈烷基烴中,每個烴鍵的化學結構非常相似,並且都是相對惰性的。 反應性較低的反應物不能啟用烷烴,而較快的反應物可以同時“喚醒”所有的碳氫鍵。

胡鵬說:“目前,惰性烷烴化合物的定向改性仍存在很大挑戰,目前僅開發了少量基於***的催化材料。 ”

因此,如何高效、高選擇性地進行合成具有重要的科學意義和應用價值。 由於其在催化體系中的選擇性較差,容易產生一種或多種副產物,造成大量的浪費和汙染,對可持續發展具有重要意義。 在生產過程中,為了獲得目標產物,往往需要在更強的催化劑的影響下進行多個合成步驟。 這個過程不僅浪費資源,而且消耗能源,整體能源效率不高,給生態系統帶來了巨大的壓力。

男士王淼說,他們的研究團隊使用了多種物質,在日常生活中,最大最豐富的是油,主要由簡單的烷烴組成。 研究團隊使用碳氫鍵的選擇性硼化將石油轉化為高附加值的化學品,而不僅僅是燃料。

胡鵬等人合影。

在前期工作中,課題組通過烷烴中的乙個特殊位點活化了碳氫鍵,然後繼續催化,結果表明該方法的選擇性並不理想。

經過大量實驗,我們課題組發現了一種新的催化途徑,其機理研究表明,該反應存在可逆氫鍵轉移(HAT)。 首先,碳氫鍵被無限制地活化形成各種型別的活性物質,然後利用這些活性物質的空間位阻來實現對某些活性物質的特異性識別和催化,使非活性物質被還原為烷烴化合物。 通過該項目的實施,將大大降低C-H鍵的功能化難度。

本專案以碳氫鍵為中心,以碳氫鍵為中心的硼化反應為中心。

利用硼類化合物作為重要的有機合成原語,我們還可以用它來構建具有不同結構和功能的新分子,用於各種型別的催化體系。 胡鵬說。

鐵是自然界中最豐富的物質之一,價格低廉、種類繁多且種類繁多。 太陽能是自然界最普遍的能源形式**,易於在實驗室中使用。

該反應的反應條件比較簡單,可在實驗室批量生產,對反應底物適應性強,可實現與烯烴、炔烴、氯、溴、酯等官能團等易後續反應的官能團相容。 申請人黃亞豪說。

胡鵬的研究團隊以簡單高效的廉價催化劑為基礎,選擇性地切割惰性化學鍵,以達到綠色經濟中“分子園藝”的目標。 同時,課題組還成功開展了一系列碳氫鍵和碳碳雙鍵的活化,並首次實現了塑性降解、醇鍵斷裂等一系列化學轉化。

胡鵬教授表示,在此基礎上,我們將對系統進行深入研究,實現各種具有挑戰性的化學合成,構建便捷的分子剪下方法,完成“分子花園”的理想。

本專案由廣東省珠江傑出青年、廣東省高校“功能與分子工程”重點實驗室、中山大學生物化學工程與生物技術研究所、萊恩功能材料研究所共同資助。

胡鵬. 現任廣東師範大學化學工程研究所副所長。 珠江省優秀中青年專家,廣東師範大學“百人計畫”優秀中青年專家。 本課題主要研究內容為:基於金屬氧化物的金屬氧化物催化體系化學鍵斷裂與形成機理及其在綠色環保有機合成中的應用; 光熱催化體系是一種新型高效的合成方法。 介紹了一種製備非均相催化材料的新方法。 2.有機小分子的活化和利用。

資料來源:中山大學化學系團委宣傳部。

作者:朱家豪。

格式: 張俊琪.

第1名:邱青萌。

初審:李建平.

審稿人:孫耀斌.

審稿人:黃岩。

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