研究人员攻克了数十年之久的化学挑战

一种计算方法可以准确预测光化学钯催化剂的最佳配体,从而实现烷基酮的新自由基反应。酮是许多有机分子中的常见成分,化学家不断探索使用它们形成化学键的新方法。一种特别困难的反应涉及酮的单电子还原以产生羰基 [...]

来源:SciTech日报
用钯催化剂进行单电子还原生成烷基羰基的艺术插图。图片来源:WPI-ICReDD、北海道大学

一种计算方法可以准确预测光化学钯催化剂的最佳配体,从而实现烷基酮的新自由基反应。

酮是许多有机分子中的常见成分,化学家正在不断探索使用它们形成化学键的新方法。一种特别困难的反应涉及酮的单电子还原以产生羰基自由基。这些自由基是高反应性中间体,在天然产物合成和药物开发中发挥着关键作用。

然而,大多数现有技术最适合芳基酮,而简单的烷基酮仍然难以操作。尽管烷基酮更为普遍,但其化学结构使其更难还原。

为了应对这一挑战,北海道大学 WPI-ICReDD 的有机和计算化学家团队创建了一种新的催化方法,可以成功生成烷基羰基自由基。他们的研究结果于 2025 年 10 月 20 日发表在《美国化学会杂志》上,并且可以作为开放获取研究免费获取。

北海道大学 美国化学会杂志

WPI-ICReDD 小组此前已证明,与膦配体配对的钯催化剂可以驱动与芳基酮的光化学反应(通过光照激活)。然而,该系统不适用于烷基酮。他们的实验表明,虽然烷基羰基自由基最初可以形成,但它们会在发生任何进一步的反应之前迅速将电子转移回钯催化剂,这一过程称为反电子转移(BET)。结果,起始材料保持不变。

计算化学来拯救

p DOI:10.1021/jacs.5c13115 不错过任何突破:加入 SciTechDaily 时事通讯。 谷歌