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氢解反应是一种重要的化学过程,广泛应用于生物质、石油和各种原料的升级转化,生产高价值的化学品和燃料。此外,氢解反应在制药和精细化学品工业中也扮演着关键角色,用于合成复杂的分子结构。然而,传统的氢解方法主要依赖于在高温高压下使用异相催化,这种方法选择性较差,且反应条件较为苛刻。为此,研究者们提出了均相催化氢解作为一种替代方法,能够在温和条件下提供更好的选择性。然而,针对碳-卤键的氢解反应,至今尚未发现一种通用的均相催化方法。
为了解决这些问题,
中国科学院大学赵达副教授团队
在Nature Synthesis期刊上发表了题为“Late-stage deuteration and tritiation through bioinspired cooperative hydrogenolysis”的最新论文。该团队设计并制备了基于B12催化剂的生物启发性均相催化体系,成功实现了碳-卤键的氢解反应,尤其是在对烷基氯化物的氚标记中取得了突破。通过B12催化剂的协同作用与氢化反应,该团队能够高效地催化未活化有机卤化物的选择性氢解。
利用这一新型催化体系,研究人员不仅成功实现了药物相关有机卤化物的氘标记和氚标记,还能够精确控制反应的选择性和反应性,显著提高了该方法在药物标记中的应用潜力。这一成果为氢解反应的广泛应用提供了新的技术路径,也为其他类型的有机卤化物的选择性氢解开辟了新的方向。
1. 实验首次实现了生物启发的均相碳-卤键氢解,成功催化了未活化的有机卤物的选择性氢解,尤其是在烷基氯化物的氚标记方面取得了显著进展。
2. 实验通过协同作用的生物启发性碳-卤键激活和氢化反应,展示了在温和条件下进行高效选择性氢解的潜力。具体而言,该方法能够在较低温度和亚大气压下,精确控制反应性和选择性。
3. 实验结果表明,该方法不仅适用于烷基卤化物的氚标记,还可实现对药物相关有机卤化物的氘标记和氚标记,提供了理想的同位素标记策略。
4. 此研究突破了传统异相催化的局限性,提出了均相催化的应用可能性,展现了在有机卤化物氢解方面的广泛应用前景,尤其是在医药和化学研究领域。