化学家开发出新的光解水方法

在提供光能(LED)的情况下，来自水(H2O)的氢原子(H)被转移至膦-水自由基阳离子。 该重要的自由基中间体可进一步将氢原子(白色)转移至底物。 蓝色区域指示电子自旋分布。

氢气被视为未来的能源——至少在它以对环境无害的方式产生的情况下。氢气在生产活性成分和其它重要物质方面也很重要。为了产生氢气,水(H2O)可以通过一系列化学过程转化为氢气(H2)。然而，由于水分子非常稳定，将它们分解成氢和氧对化学家来说是一个很大的挑战。为了成功分解，水首先必须通过催化剂活化；然后它会更易于反应。

由米斯特大学(德国)有机化学研究所Armido Studer教授领导的研究团队开发了一种光催化过程，在温和的反应条件下，通过三芳基膦而不是(如大多数其他过程)过渡金属配合物激活水。

该团队表示，这一策略现已发表在《自然》杂志上,它将为高度活跃的自由基化学研究领域打开一扇新大门。自由基通常是高度反应性的中间体。该团队使用一种特殊的中间体(膦-水自由基阳离子)作为激活的水，从中可以容易地脱离H2O的氢原子并转移到另一个底物。该反应由光能驱动。

Studer教授说:“我们的系统为研究使用氢原子作为合成试剂的未研究的化学过程提供了理想的平台。”

研究使用理论方法分析激活水复合物的Christian Mück-Lichtenfeld博士说：“在该中间体中，氢-氧键非常弱，可以将氢原子转移到各种化合物。”

进行实验工作的Jingjing Zhang博士补充说：“激活水的氢原子可以在非常温和的条件下，通过所谓的氢化反应转移到烯烃和芳香烃。”

氢化反应在制药研究、农药工业和材料科学中极为重要。

本文译自 phys.org，由 BALI 编辑发布。