记者 张世安 发布时间：2013-09-28

　　来源：人民网

　　人民网大连视窗9月28日电 近日，中国科学院大连化学物理研究所李兴伟研究员带领的团队，历经三年多的不懈努力，通过对底物和反应条件的设计，在氧化条件以及非氧化-还原条件下通过利用三价铑催化剂实现了一系列碳氢键活化的新方法，在去年发表两篇高水平论文的基础上，又先后发表三篇研究论文在化学领域顶级刊物《德国应用化学》上，其研究结果受到国内外同行的广泛关注。

　　三价铑催化剂具有独特的立体和配位性质，被广泛应用于碳氢键的活化研究，而碳氢键的活化主要由金属催化来实现。那么，这一连串“高深”的反应，究竟是要做什么呢？广泛地讲，碳氢键的活化主要应用于“药物合成”和“能源”两大重要领域。在制药领域，对于药物的合成，传统的方法是经过“官能团转化”来实现的，但因其过程复杂而存在一定的局限性。而如若将有机物中无处不在的“碳氢键”作为原料，不仅可以达到同样的目的，而且因为步骤被简化而节约能源、实现绿色环保。这种新的思路实现的途径之一就是金属催化碳氢键的活化官能化。在能源领域，一个极具挑战的研究方向是甲烷向甲醇的转化。甲烷（天然气的主要成分）作为最重要的能源物质之一，主要以气体形式存在，不利于运输，如能转化成液体形态的甲醇，具有重大的工业意义，因此，相关研究一直受到学术界的高度关注，国际上诸多专家学者四十多年前已开始展开研究。但受制于甲烷的不活泼性和碳氢键的独特性，一直未有重大的突破。

　　大连化物所金属合成与分子活化研究团队指向性非常明确，中期目标就是要给甲烷向甲醇转化这个难题提供研究基础，设计和开发出可能的高效催化剂。此次取得的系列研究进展虽还处于基础研究阶段，但却是一个振奋人心的起点。简言之，该系列进展是发明了一种新的“方法”。三价铑催化剂是已知的催化剂，该项研究是给现有的催化剂“找”新的反应，归根结底就是用新的思路和新的设计构建新的方法。而应用这种方法，使得实现的催化体系具有底物多样化，官能团兼容性高，催化活性高，以及反应条件相对温和等优点，并能实现同其他催化体系的互补性。以叠氮化合物为例，它在合成、材料和生物等领域都有广泛的应用，其合成从碳-卤素键开始早有报道，但从碳氢-键到碳-叠氮却相当困难。国际上几个研究组在从事相关研究，但是都有各自的局限性。李兴伟研究团队另辟蹊径，尝试寻找新的构建碳-叠氮的方法。该项研究中，就设计使用“三价铑”来催化“碳氢键”的转化，利用高价碘作为氧化剂，研究中实现了碳氢键叠氮化的新方法。此次的系列进展是此种方法在不同原料上的应用，这也在一定程度上说明了该方法的普适性。

　　该研究团队从2010年4月开始进行这项研究，也是国内最早开展这项研究的。因为“铑”这种元素价格相对较贵，该研究团队下一步的目标就是设计新的铑催化剂，使之能在反应中用量更少、活性更高。该项目负责人李兴伟说，此项研究是完全出于兴趣展开的，又能与国家的能源需求和大连化物所的战略布局和研究方向高度一致，这对科研人员来说，是一种莫大的幸福。

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