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MIT科研人員設計出彈簧加載系統 將磷彈入分子環中

時間:2022-04-22 11:35:15 來源: cnBeta.COM


這是一個罕見的發現新催化反應的例子,它開辟了一個真正豐富的新機會,通過一個以前從未存在的反應來做化學。

這些含磷環可以作為其他反應的催化劑,或作為有用化合物的前體找到用途。該論文本周發表在《美國化學學會雜志》上。在碳原子之間含有雙鍵的有機化合物,也被稱為烯烴或烯類,是許多工業上有用的化學反應的重要前體。通過打破這些碳-碳鍵并添加新的原子或原子組,研究人員可以創造出各種各樣的新產品。化學家們以前曾想出辦法,通過添加另一個碳原子、一個氮原子或一個氧原子,將碳-碳雙鍵轉換成一個三元環。這種化合物可以在塑料、藥品、紡織品和其他有用的產品中找到。然而,由于磷比碳、氮或氧重,一直很難找到一種方法,在不使用需要苛刻化學條件的"蠻力"方法的情況下將其納入烯烴中。

麻省理工學院的團隊希望想出一種方法,在溫和的條件下進行這種反應,使用一種催化劑將一個亞磷酸鹽基團,即一個與有機化學基團結合的磷原子,轉移到烯烴中。為了實現這一目標,他們需要一種可以作為亞磷酸鹽來源的起始材料,但這種化合物并不存在,因為用于碳等較輕元素的直接類似物與磷不穩定。麻省理工學院的團隊使用了一種不同的磷源進行反應,一種康明斯實驗室在2021年首次合成的化合物。這種分子是一個四面體,這種形狀本身具有很大的能量"應變",很像一個壓縮的彈簧,因為形成四面體的四個原子之間的鍵角很小。

這種被稱為三叔丁基磷四面體的化合物有三個頂點,由連接到一個叫做叔丁基的化學基團的碳原子組成,還有一個頂點由一個帶有一對不共享電子的磷原子組成。在適當的條件下,這個緊張的分子可以被拆開,釋放出磷原子。利用這種彈簧分子,研究人員能夠使用一種含鎳的催化劑將亞磷酸鹽轉移到烯烴中,從而形成三元環。這一反應可以在室溫下進行并且產量很高。


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