国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

研究背景

環(huán)脫氫反應(yīng)是一種重要的環(huán)形成反應(yīng)，能夠直接將非平面分子轉(zhuǎn)化為平面共軛的碳基納米材料。它在有機(jī)電子學(xué)、納米材料合成等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。然而，C–H鍵能量較高使得脫氫反應(yīng)需要在高溫條件下進(jìn)行，同時(shí)分子中普遍存在C?H鍵且其鍵能差異較小，也使得脫氫反應(yīng)的選擇性受到限制。相比傳統(tǒng)的脫氫反應(yīng)，如何在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高選擇性的環(huán)脫氫反應(yīng)仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

成果簡(jiǎn)介

有鑒于此，國(guó)家杰出青年基金獲得者、中國(guó)藥科大學(xué)劉培念教授團(tuán)隊(duì)、李登遠(yuǎn)等人在Nature Communications期刊上發(fā)表了題為“Room-temperature selective cyclodehydrogenation on Au(111) via radical addition of open-shell resonance structures”的最新論文。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了在室溫下通過(guò)金屬Au(111)表面誘導(dǎo)的環(huán)脫氫反應(yīng)，利用開(kāi)放殼層共振結(jié)構(gòu)的自由基加成顯著降低了脫氫反應(yīng)的溫度，并進(jìn)一步提高了反應(yīng)的化學(xué)選擇性。通過(guò)掃描隧道顯微鏡（STM）和非接觸原子力顯微鏡（nc-AFM）等技術(shù)，研究人員成功可視化了環(huán)脫氫反應(yīng)過(guò)程，揭示了中間體的非平面結(jié)構(gòu)，并通過(guò)密度泛函理論（DFT）計(jì)算進(jìn)一步支持了該反應(yīng)路徑的合理性。

該研究團(tuán)隊(duì)提出，室溫環(huán)脫氫反應(yīng)不僅能有效避免傳統(tǒng)方法中高溫脫氫對(duì)材料結(jié)構(gòu)的損害，還通過(guò)自由基加成反應(yīng)的可逆性及熱力學(xué)差異，提高了反應(yīng)的選擇性。該研究為表面上可控的有機(jī)分子脫氫提供了新的策略，并為低溫合成平面共軛碳基納米材料開(kāi)辟了新的研究方向，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

「國(guó)家杰青」領(lǐng)銜！中國(guó)藥科大學(xué)，新發(fā)Nature 子刊！

研究亮點(diǎn)

1. 實(shí)驗(yàn)首次實(shí)現(xiàn)了在Au(111)表面室溫下進(jìn)行環(huán)脫氫反應(yīng)，成功通過(guò)開(kāi)放殼共振結(jié)構(gòu)的自由基加成顯著降低了反應(yīng)溫度，并提高了化學(xué)選擇性。通過(guò)掃描隧道顯微鏡（STM）和非接觸式原子力顯微鏡（nc-AFM），觀察到環(huán)脫氫反應(yīng)的級(jí)聯(lián)過(guò)程。

2. 實(shí)驗(yàn)通過(guò)自由基加成和分子共振，揭示了反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。首先，通過(guò)去溴偶聯(lián)反應(yīng)生成含有累烯的非平面偶聯(lián)產(chǎn)物，進(jìn)一步通過(guò)分子共振生成短暫的自由基，經(jīng)過(guò)內(nèi)部炔烯的加成反應(yīng)生成非平面環(huán)化中間體。隨后，這些中間體通過(guò)脫氫反應(yīng)完成平面化和芳構(gòu)化，得到平面乙炔連接的oxa-納米石墨烯。

3. 實(shí)驗(yàn)通過(guò)掃描隧道顯微鏡/光譜（STM/STS）和密度泛函理論（DFT）計(jì)算，揭示了氧化納米石墨烯的原子結(jié)構(gòu)和分子軌道。研究表明，反應(yīng)中的高化學(xué)選擇性來(lái)源于自由基加成步驟的可逆性及其不同的熱力學(xué)性質(zhì)。

圖文解讀

圖1：在Au(111)表面誘導(dǎo)室溫環(huán)脫氫反應(yīng)的策略。

圖2：通過(guò)室溫環(huán)脫氫反應(yīng)在Au(111)表面形成平面oxa-納米石墨烯的結(jié)構(gòu)表征。

圖3：三種典型平面乙炔連接的oxa-納米石墨烯在Au(111)表面的電子特性。

圖4：在Au(111)表面代表性非平面反應(yīng)中間體的結(jié)構(gòu)表征。

圖5：在Au(111)表面室溫去溴和環(huán)脫氫反應(yīng)的反應(yīng)路徑。

結(jié)論展望

本研究開(kāi)發(fā)了在Au(111)表面通過(guò)開(kāi)放殼共振結(jié)構(gòu)的自由基加成實(shí)現(xiàn)室溫環(huán)脫氫反應(yīng)，并展示了自由基加成顯著降低了環(huán)脫氫反應(yīng)的溫度，并進(jìn)一步提高了脫氫反應(yīng)的化學(xué)選擇性。通過(guò)非平面前體分子在Au(111)表面的合成，獲得了多種平面乙炔連接的oxa-納米石墨烯。oxa-納米石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及多樣化的非平面中間體通過(guò)高分辨率的STM、BR-STM和nc-AFM相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行了表征。

STS測(cè)量揭示了oxa-納米石墨烯在Au(111)表面的分子軌道，其HOMO和LUMO的分布通過(guò)dI/dV圖譜確定，并通過(guò)DFT計(jì)算進(jìn)行了驗(yàn)證。在退火過(guò)程中觀察到的非平面中間體表明，平面乙炔連接的oxa-納米石墨烯的形成涉及逐步去溴反應(yīng)生成表面結(jié)合的卡賓，卡賓的C–C耦合以及分子內(nèi)部自由基加成/氫消除反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)平面化和芳構(gòu)化。

此外，DFT計(jì)算表明，環(huán)脫氫反應(yīng)的高化學(xué)選擇性來(lái)源于自由基加成步驟的可逆性和不同的熱力學(xué)特性。作者的研究為實(shí)現(xiàn)低溫脫氫反應(yīng)并提高表面反應(yīng)的選擇性提供了新的見(jiàn)解，這對(duì)于可控合成平面碳基納米材料具有重要意義。此外，開(kāi)放殼共振結(jié)構(gòu)的自由基加成可應(yīng)用于發(fā)展絕緣表面共價(jià)耦合反應(yīng)，從而促進(jìn)分子在絕緣表面的直接合成及固有性質(zhì)的探索。

文獻(xiàn)信息

Li, DY., Huang, ZY., Kang, LX. et al. Room-temperature selective cyclodehydrogenation on Au(111) via radical addition of open-shell resonance structures. Nat Commun 15, 9545 (2024).

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/07/eee7cec4d5/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

「國(guó)家杰青」領(lǐng)銜！中國(guó)藥科大學(xué)，新發(fā)Nature 子刊！

相關(guān)推薦

「國(guó)家杰青」領(lǐng)銜！中國(guó)藥科大學(xué)，新發(fā)Nature 子刊！