酸性化合物首次被用作催化劑配位體
日期:2011-08-04 08:45:35
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)7月29日(北京時(shí)間)報(bào)道,美國科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里完成了“不可能完成的任務(wù)”:他們將本來為酸性的硼基化合物在反應(yīng)中變得像堿性化合物一樣,可用作催化劑配位體??茖W(xué)家們在7月29日出版的《科學(xué)》雜志的一篇論文中指出,最新催化劑將使制藥和生物技術(shù)工業(yè)中的大量化學(xué)反應(yīng)成為可能,對基礎(chǔ)學(xué)術(shù)研究也大有裨益。
催化劑通常由離子或化合物(配位體)依附于一個(gè)金屬而形成,催化劑的作用是使化學(xué)反應(yīng)發(fā)生或變得更加容易,但催化劑本身并不會(huì)被化學(xué)反應(yīng)消耗或“改頭換面”,其對反應(yīng)的成功來說至關(guān)重要。盡管現(xiàn)在只有30種金屬能用來形成催化劑,但依附于其上的離子或分子的數(shù)量則以百萬計(jì),這使科學(xué)家能制造出大量催化劑?,F(xiàn)在,最主要的配位體是呈堿性的氮基或者磷基。
領(lǐng)導(dǎo)該研究的加州大學(xué)河濱分?;瘜W(xué)教授蓋伊·貝特蘭德在實(shí)驗(yàn)室中長期專注于研究催化劑,他解釋道,酸無法被用作催化劑中的配位體,必須使用堿,而通常使用的磷基催化劑存在的問題是,磷有毒且可能會(huì)污染最終產(chǎn)品。硼雖然無毒,但所有的硼基化合物都是酸性化合物。
在最新實(shí)驗(yàn)中,貝特蘭德團(tuán)隊(duì)通過修改硼原子中的電子數(shù)量而保持其原子核不變,使硼基化合物表現(xiàn)得像堿性化合物一樣。貝特蘭德表示:“研究結(jié)果違背了我們的常識(shí),令人大跌眼鏡。當(dāng)我在一個(gè)會(huì)議上宣布我的早期研究結(jié)果時(shí),在場的人都認(rèn)為這是不可能的。但我們確實(shí)做到了這一點(diǎn),我們已成功地將硼基化合物變得類似于氮基化合物。換句話說,我們使酸性化合物表現(xiàn)得像堿性化合物一樣。”
貝特蘭德團(tuán)隊(duì)的研究表明,現(xiàn)在能用硼配位體替代催化劑中使用的磷配位體。自從1902年首個(gè)有催化劑參與的反應(yīng)誕生以來,催化劑研究領(lǐng)域內(nèi)取得的進(jìn)步并不大。最新研究是催化劑研究中的一個(gè)“巨大躍進(jìn)”,盡管這些硼基催化劑能助推什么類型的反應(yīng)還是個(gè)未知數(shù),然而,大量新催化劑必將以驚人的數(shù)量出現(xiàn)。