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中國科大在炔烴多聚物的表面選擇性合成研究中取得進展

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中國科大在炔烴多聚物的表面選擇性合成研究中取得進展

摘要: 　　炔基型有機化合物在化學(xué)、生物和材料領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用價值。然而，由于炔烴眾多的反應(yīng)路徑，炔烴多聚物的選擇性合成一直以來是化學(xué)界面臨的重大難題之一。傳統(tǒng)的溶液反應(yīng)一般需要通過復(fù)雜的反應(yīng)物和催化劑來制 ...

　　炔基型有機化合物在化學(xué)、生物和材料領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用價值。然而，由于炔烴眾多的反應(yīng)路徑，炔烴多聚物的選擇性合成一直以來是化學(xué)界面臨的重大難題之一。傳統(tǒng)的溶液反應(yīng)一般需要通過復(fù)雜的反應(yīng)物和催化劑來制備炔烴多聚物，但是產(chǎn)率依然不甚理想。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室教授朱俊發(fā)課題組與化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教授武曉君課題組合作，發(fā)展了一種全新的炔烴化合物的表面限域合成法，成功地在Ag(111)單晶表面合成出產(chǎn)率高達90%的順式烯二炔型化合物，并結(jié)合一系列控制對比實驗和密度泛函理論計算，揭示了調(diào)控該反應(yīng)的機理。相關(guān)學(xué)習(xí)論文發(fā)表于國際期刊德國應(yīng)用化學(xué)（Angew. Chem. Int. Ed.，2017， DOI: 10.1002/anie.201701142)，博士生王濤為論文第一作者。
　　學(xué)習(xí)者利用溴取代的乙炔聯(lián)苯作為前驅(qū)體分子，在熱蒸發(fā)到420 K的Ag(111)表面之后，形成了大面積有序的順式烯二炔島嶼，順式烯二炔產(chǎn)率達到90%。這是因為該溫度下C-Br鍵斷裂，表面吸附的Br原子通過溴氫鹵鍵的作用使生成的順式烯二炔聚集成有序的密堆島嶼，密堆島嶼造成的空間位阻阻礙了順式烯二炔的進一步反應(yīng)，導(dǎo)致了其高選擇性。對比實驗證明了在沒有溴取代基的情況下，乙炔聯(lián)苯生成的產(chǎn)物并不具備任一物種的高選擇性。理論計算同樣驗證了這種聚集效應(yīng)可以極大地提高順式烯二炔的進一步反應(yīng)能壘。
　　朱俊發(fā)課題組除了致力于同步輻射方法及應(yīng)用方面的學(xué)習(xí)以外，近年來在利用表面限域手段調(diào)控有機分子及聚合物在表面的合成和機理學(xué)習(xí)方面也取得了一些進展，如利用烏爾曼反應(yīng)在Cu(111)表面合成超苯分子（Angew. Chem. Int. Ed. 2013， 52， 4668；ACS Nano 2014， 8， 709）及利用Cu (110)-(2×1) O超柵格表面制備特定寬度的有機納米結(jié)構(gòu)（ACS Nano 2016， 10， 3747）等。
　　上述學(xué)習(xí)工作得到了國家重點基礎(chǔ)學(xué)習(xí)發(fā)展計劃(“973”計劃)、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院合肥大科學(xué)中心基金等項目的資助。

　　圖：順式烯二炔型化合物的表面選擇性合成概略圖及STM結(jié)果

中國科大在炔烴多聚物的表面選擇性合成研究中取得進展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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