記者2月6日從中山大學獲悉,該校化學學院胡鵬教授團隊在知名國際期刊《科學》上刊發成果,報告了一種光催化分子間自由基采樣方法,在惰性的C-H(碳-氫)鍵的化學轉化層面實現了“精確制導”。這種轉化方式條件簡單、環境友好,能夠大大縮短反應步驟,不僅可以生成附加值更高的精細化學品,還可以用于生物活性分子的快速精準后期修飾,有望加快藥物的研發。
在一個有機分子中,C-H鍵是基本的結構單元。如果能夠選擇性地對某一個位置上的C-H鍵進行活化,就能極大減少反應過程中的非必要廢棄物,還能高效地將烷烴等大宗石油化工原料轉化成附加值更高的精細化學品。這個問題一直是有機化學中的挑戰。
控制反應的選擇性,是這個問題的難點。低選擇性的催化反應會產生一個或多個副產物,從而導致不必要的廢棄物或環境不友好的過程,不利于可持續發展。在烷烴的生成加工中,工廠一般在比較劇烈的催化條件下,通過多步反應才能得到預定的產物。這個過程會產生大量廢料和能量消耗,總體效率低下,帶來較大的環境負擔。
通過多次實驗,團隊探索出一種新的反應模式,這種新方法大大降低了C-H鍵選擇性官能團化的難度。“我們的方法條件溫和,能夠在實驗室級別放大制備規模,并且有較高的底物適用性,可以兼容烯烴、炔烴、氯、溴、酯等容易進一步轉化的官能團。”論文作者黃雅豪說。
原文標題:中國科學家突破惰性烷烴轉化瓶頸
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