化学科学家打破牢固的碳键

化学研究人员James“ JT” Moore和Connie Lu教授发现了打破碳氟化物(CF)键的途径。这项工作发表在《美国化学学会杂志》上,“ 使用双金属铑-铟配合物催化芳基 CF键的加氢水解 ” 。

有机氟,一种含有CF键的有机化合物,几乎都是人造化学物质,被广泛用作药物,制冷剂,农用化学品和表面活性剂。CF键是有机化学中最强的键之一,产生了一些有机氟的理想特性。不幸的是,这种相同的特性也使它们几乎坚不可摧。现在公认有机氟,特别是全氟烷基物质(PFA)在环境中持续存在和积累,对动物和人类有剧毒。

Moore和Lu发现了一种双金属Rh-In催化剂,可使用氢气将芳基CF键转换为CH键(H 2)。除去有机氟中的F原子并将其替换为H原子的过程称为加氢脱氟。该过程对于处理有机氟使其危害较小至关重要。已知许多催化剂可以对有机氟进行加氢氟化,但它们有两个缺点:

(1)它们仅能除去多氟芳烃中相对较弱的CF键,而留下的单氟或二氟芳烃的反应性要低得多;

(2)他们使用特殊/昂贵的试剂,例如硅烷和硼烷,因为形成牢固的Si-F和BF键可帮助补偿破坏牢固的CF键。Moore和Lu的催化剂通过使用H 2和简单的醇盐碱将困难的单和二氟亚芳基取代物加氢脱氟来解决这两个问题。高2 作为试剂,比那些硅烷和硼烷更具可持续性。

这一发现确实是偶然的。摩尔正在将Rh-In络合物在氟苯和苯的溶剂混合物中结晶。该复合物裂解了氟苯的CF键以释放F-并形成新的Rh-C(Ph)键。研究人员能够利用这种偶然反应发展我们的加氢脱氟工艺。摩尔还分离了拟议的催化循环中的其他中间体。

将来,研究人员将目标对准催化剂,以打破甚至在PFA中发现的甚至更强的CF键(烷基CF键)。由于PFA在饮用水中的广泛污染,并且对人体有很高的毒性,因此最近已成为新闻。

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