丢失的电子揭示了新型铜基催化剂的真面目

放大字体  缩小字体 2019-09-26 14:50:45  阅读:8795 作者:责任编辑NO。石雅莉0321

氮宾也叫氮卡宾,氮烯或许乃春(Nitrene),是缺电子的一价氮活性中间体,性质与碳烯相似。【来源于百度百科】

据优睿科(eurekalert.org)网站9月24日报导,美国康奈尔大学、哈佛大学、斯坦福大学和SLAC国家加速器试验室的研究人员在《科学》杂志发布了题为“铜基三联硝基化合物的组成与铜催化胺化反响”的论文,以为具有反响活性的铜-氮宾催化剂能够打破结实的碳氢键,并将其转化为碳氮键。该效果将对医药和化学组成等职业发生深远影响。论文作者、化学与化学生物学副教授Kyle Lancaster说:“哈佛大学的Ted Betley和我都对氮、氧等轻原子的氧化态很感兴趣。咱们发现,氧化这种含氮单铜化合物时,电子会脱离氮原子。而当氮或氧这样的轻原子缺电子时,它们的反响性将变得十分强,乃至足以损坏碳氢键,并构成碳氮键。”

长期以来,虽然研究人员一向猜测缺少两个特定电子的氮宾与反响活性有关,但这种“难以捉摸”的物种并未被直接发现过。Lancaster团队十分长于使用X射线技能确认过渡金属化合物中缺失电子的方位。Lancaster与博士生Ida DiMucci对铜原子和单原子上的电子进行了编号,并采取了原子杂波搅扰铲除等处理,以确认两个空穴的切当方位。此外,DiMucci等还进行了高质量的核算剖析来确证他们的发现。DiMucci说:“咱们十分震动,理论与数据的吻合度十分高。核算结果显现,假如咱们的估计是正确的,那么咱们将发现两个相隔0.6电子伏特的特征峰。在试验进程中,咱们的确有这样的发现。”

哈佛大学的研究人员为氮宾构建了配体结构,以保证氮宾和催化剂的稳定性。铜-氮宾催化剂的活性很高,一旦引进碳氢键,催化剂就能打破它。这一简洁的转化进程能够使药品、洗涤剂和染料等产品的出产成本明显下降、出产功率明显提高。Lancaster说:“假如研究人员发现一种杂乱的有机大分子是潜在的药物分子,希望能大规模出产它。这时候咱们就需要有更好的方法来构建化学键。”Lancaster对哈佛大学、斯坦福大学和SLAC的同仁供给的协助给与了高度评价。他说:“咱们都有各自专精的方向。将光谱学和电子结构理论、组成技能结合起来,是回答化学问题的有用方法——物理学家同仁们拿出的强壮的新仪器,总会让咱们的作业变得愈加简单。”

科界原创

编译:雷鑫宇

审稿:三水

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