大連化物所發現光催化低溫C-H鍵活化反應

2020-12-02 光明網

近日，中國科學院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室副研究員馬志博、中科院院士楊學明團隊，與華中科技大學教授潘明虎團隊合作，發現了氧化鈦表面低溫光催化C-H鍵斷鍵反應，並在單分子層面上對反應機理進行解釋。

C-H鍵是有機化學中重要的一類化學鍵，與其斷鍵及進一步合成相關的化學反應常常需要較高的活化能且選擇性較差，理解其反應機制及尋找新的低溫下的反應類型對實際生產十分重要。半導體表面光致反應通常可在較低的溫度下進行，由光致手段開啟，實現熱活化難以達到的高選擇性。

研究團隊利用氧化鈦的金紅石110表面作為模型體系，C-H鍵分子乙苯作為模型分子，發現了在低溫下（77K）僅通過光致誘導，即可發生乙苯分子脫去β氫反應。研究還通過原位跟蹤單分子方法，在實驗上觀測到反應步驟的圖像。潘明虎團隊對圖像的理論解釋提供了理論支持，確認了基元反應過程以及高選擇性來源。該研究對於設計新的反應體系，以及尋找新的反應均具有重要的參考價值。

相關成果發表在《物理化學快報》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（B類）「能源化學轉化的本質與調控」、中科院前沿科學重點研究計劃、科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金等的資助。

大連化物所發現光催化低溫C-H鍵活化反應

來源： 大連化學物理研究所

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