全新化學反應率先破壞最強化學鍵 可形成全新中間體

　　美國普林斯頓大學的研究人員選用催化劑對系統(tǒng)，通過兩種催化劑的協(xié)同作用，首先斷開了質子偶合電子轉移反應(PCET)中分子內的最強化學鍵：氮—氫鍵(N-H)。許多重要的生物系統(tǒng)比如光合作用系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，都是利用PCET來破壞化學強鍵。由于現在還無法得知PCET中都有哪些催化劑，這一原理在合成新分子中還沒有得到推廣。

　　據物理學家組織網報道，研究人員選用了一個簡單的數學公式，這個公式能幫他們精確算出任何一對催化劑協(xié)同作用時斷開的最強化學鍵強度，他們將其命名為“有效鍵強值”。

　　研究人員在實驗室驗證了這一公式的高效：有效鍵強值與反應效率之間存在嚴重相關性。當有效鍵強值比氮—氫鍵強度值高或者低時，中間體產量會很低;而當這兩個數值相同時，就會獲得非常高的中間體產量。

　　論文主要作者吉爾伯特·蔡成功找到了這對神奇的催化劑系統(tǒng)，并深入研究了這一催化劑對的作用機理。他發(fā)現，其中的催化劑磷酸二丁酯最先啟動化學反應，它能將氮—氫鍵中的氫原子不斷拉開，讓氮—氫鍵越來越長，從而逐漸變弱;另一種催化劑金屬銥復合物靶向作用弱化后的氮—氫鍵，從化學鍵的電子對中“拽”走一個電子，將化學鍵從中間切斷。

　　氮—氫鍵斷開后，獲得的氮中間體非?；钴S，可與碳結合形成碳—氮鍵，產生結構更復雜的化學產物。新研究在沒有發(fā)現PCET催化劑真面目的情況下，提供了研發(fā)全新化學反應的平臺，甚至能開創(chuàng)更大的價值。

　　領導這一研究的化學副教授羅伯特·勞勒斯表示，這一理念將開啟全新的化學領域。

• 上一篇：醫(yī)藥中間體生產廢水處理技術
• 下一篇：插羰反應制備羧酸及其衍生物實例