酸性化合物首次被用作催化剂配位体

上一篇 / 下一篇  2011-08-04 14:52:00

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  据美国物理学家组织网报道,美国科学实验室里完成了“不可能完成的任务”:他们将本来为酸性的硼基化合物在反应中变得像碱性化合物一样,可用作催化剂配位体。科学家们在7月29日出版的《科学》杂志的一篇论文中指出,最新催化剂将使制药和生物技术工业中的大量化学反应成为可能,对基础学术研究也大有裨益。

  催化剂通常由离子或化合物(配位体)依附于一种金属而形成,催化剂的作用是使化学反应发生或变得更加容易,但催化剂本身并不会被化学反应消耗或“改头换面”,其对反应的成功来说至关重要。尽管现在只有30种金属能用来形成催化剂,但依附于其上的离子或分子的种类则以百万计,这使科学家能制造出大量催化剂。现在,最主要的配位体是呈碱性的氮基或者磷基。

  领导该研究的加州大学河滨分校化学教授盖伊·贝特兰德在实验室中长期专注于研究催化剂。他解释道,酸无法被用作催化剂中的配位体,必须使用碱,而通常使用的磷基催化剂存在的问题是,磷有毒且可能会污染最终产品。硼虽然无毒,但所有的硼基化合物都是酸性化合物

  在最新实验中,贝特兰德团队通过修改硼原子中的电子数量而保持其原子核不变,使硼基化合物表现得像碱性化合物一样。贝特兰德表示:“研究结果违背了我们的常识,令人大跌眼镜。当我在一个会议上宣布我的早期研究结果时,在场的人都认为这是不可能的。但我们确实做到了这一点,我们已成功地将硼基化合物变得类似于氮基化合物。换句话说,我们使酸性化合物表现得像碱性化合物一样。”

  贝特兰德团队的研究表明,现在能用硼配位体替代催化剂中使用的磷配位体。自从1902年首个有催化剂参与的反应诞生以来,催化剂研究领域内取得的进步并不大。最新研究是催化剂研究中的一个“巨大跃进”,尽管这些硼基催化剂能助推什么类型的反应还是个未知数,然而,大量新催化剂必将以惊人的数量出现。


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