科學家讓碳碳雙鍵乖乖聽話

　　C=C（碳碳雙鍵的結構式）斷裂在化學合成和藥物開發中具有重要意義，但雙鍵的高能量、低反應活性以及產物選擇性難以控制等問題，使得該研究領域充滿挑戰。近日，北京大學焦寧研究團隊聯合中國石化石油化工科學研究院（以下簡稱“石科院”）鈦硅分子篩合成與催化氧化團隊在該領域實現了突破，發展了高效、高選擇性的烯烴C=C斷裂需氧氮化反應，實現了含C=C復雜分子（如萜類、烯糖、甾體等）的骨架重塑。

　　作為有機化合物的基本骨架，使C=C雙鍵斷裂的過程就像拆解開復雜的“分子鏈條”，再在兩端接上不同功能的“零件”，最終變成全新的物質。盡管此前烯烴復分解和臭氧分解等方法在烯烴轉化中取得了顯著進展，但通過C=C雙鍵斷裂使復雜分子重塑的方法仍然不夠成熟。

　　歷時八年，圍繞“C=C雙鍵氮化反應”這一關鍵問題，研究團隊展開了深入的探索。在催化材料的研發上，石科院以鈦硅分子篩晶內擴孔與鈦狀態調控為基礎，將CuO納米簇高度分散于多級孔鈦硅分子篩（h-TS-1）的限域孔道中，成功制備出CuO/h-TS-1復合催化材料。CuO納米簇分布均勻，因此具有更多的暴露活性中心，顯著提升了催化效率。

　　在這個基礎上，北京大學焦寧研究團隊通過精確控制疊氮自由基的高效引發和O-O鍵的均裂，高效地將C=C雙鍵轉化為C=O和C≡N鍵，實現了烯烴高效、高選擇性的雙鍵斷裂需氧氮化反應。

　　據了解，該種雙鍵斷裂需氧氮化反應不僅適用于簡單烯烴底物，還能用于甾體、萜類和糖烯類等復雜分子的骨架重塑，展現出廣泛的適用性和高效的催化效率。