向 景 教 授 課 題 組 在Nature系 列 刊 物 《Communications Chemistry》 發(fā) 表 重 要 研 究 論 文">
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科學(xué)前沿
向 景 教 授 課 題 組 在Nature系 列 刊 物 《Communications Chemistry》 發(fā) 表 重 要 研 究 論 文


  本報(bào)訊(通訊員 張文杰)3月29日,化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院向景教授以第一和通訊作者身份在Nature系列刊物 《Communications Chemistry 》 發(fā)表 了 題 為“Photochemical nitrogenation ofalkanes and arenes by a strongly luminescentosmium(VI) nitride complex“的研究論文。論文詳細(xì)闡述了在可見(jiàn)光的驅(qū)動(dòng)下,金屬鋨的氮化物(Os≡N)直接將 N 原子轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定的烷烴(如環(huán)己烷)和芳香烴(如苯環(huán))的化學(xué)反應(yīng),這是目前所報(bào)道活性最高的金屬氮化物。
  金屬氮化物(M≡N)是生物體系中固氮酶的重要中間體,它們也是一類(lèi)潛在的能夠?qū)⒏鞣N有機(jī)底物直接氮化的試劑。雖然利用金屬氮化物激活各種有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)已被廣泛的研究,但用它們活化飽和C-H鍵如環(huán)己烷的研究尚未見(jiàn)報(bào)道,尤其是芳香C-H烴鍵如苯環(huán)的直接氮化反應(yīng)更是無(wú)人涉及。這主要是這些化合物具有很高的鍵離解能(BDE)(如BDE環(huán)己烷= 95.4 kcal mol-1),因此實(shí)現(xiàn)它們的氮化是極具有挑戰(zhàn)性的。
  考慮到先前所開(kāi)展的工作全部是基于金屬氮化物的基態(tài)活性研究,利用太陽(yáng)能產(chǎn)生一種高活性的激發(fā)態(tài)金屬氮化物無(wú)疑將開(kāi)辟一條全新的反應(yīng)路線(xiàn)。向景教授課題組經(jīng)過(guò)多年的努力嘗試,首次得到一個(gè)具有配體到金屬躍 遷(LMCT)發(fā) 光 特 性 的 金 屬 氮 化 物(NO2-OsN)。
  在可見(jiàn)光的驅(qū)動(dòng)下,該金屬氮化物具有明顯的自由基活性,不僅能夠活化飽和烷烴,還能直接將N原子轉(zhuǎn)移到苯環(huán)。這是目前所報(bào)道化學(xué)反應(yīng)活性最高的金屬氮化物,因而具有廣泛的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。目前,課題組正在利用太陽(yáng)能進(jìn)一步提高它們的化學(xué)反應(yīng)活性,以期實(shí)現(xiàn)各種有機(jī)底物的催化氮化反應(yīng)。
  該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金委和化工學(xué)院青年科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助。項(xiàng)目研究工作以長(zhǎng)江大學(xué)為第一完成單位,同時(shí)香港城市大學(xué)劉大鑄(講座教授)課題組和香港大學(xué)支志明(院士)課題組也協(xié)助完成了部分工作。我校研究生金欣欣、蘇乾乾積極參與了本項(xiàng)研究工作,同時(shí),兩位同學(xué)近期也以第一作者 身 份 分 別 在 美 國(guó) 化 學(xué) 會(huì)《InorganicChemistry》 (IF=4.700, JCR 一區(qū))、英國(guó)皇家化學(xué) 會(huì)《Inorganic Chemistry Frontiers》(IF =5.106, JCR一區(qū))雜志各自發(fā)表了一篇重要論文。