揭示溶剂对铜II烷基过氧配合物催化C-H键氧化的影响
UNIST 化学系 Jaeheung Cho 教授及其团队的实验室在催化领域取得了突破性的发现。他们的开创性工作导致了铜(II)-烷基过氧配合物的开发，有望彻底改变合成化学和工业应用领域。
这种创新催化剂的关键在于其通过利用特定溶剂分解强碳氢键(C−H 键)的卓越能力。通过精确控制溶剂环境，研究人员发现了铜(II)-烷基过氧络合物的特殊反应活性。
通过一系列精心设计的实验，研究小组成功合成了铜(II)-烷基过氧配合物，并将其置于超临界二氧化碳(SC-CO2)中，超临界二氧化碳是一种同时表现出气体和液体性质的液态二氧化碳。这种新颖的方法产生了迄今为止最具反应性的金属烷基过氧过氧化物化合物。
Cho教授强调说：“我们对氧化反应的全面分析和先进的理论计算开创了利用铜(II)-烷基过氧作为催化剂的氧化催化的新时代。”
特别重要的是未活化烷烃的氧化，例如甲烷和乙烷，传统上以其稳定性和能源密集型氧化过程而闻名。通过调整铜(II)-烷基过氧络合物的组成，研究人员实现了未活化烷烃的选择性氧化，这是催化科学的一个关键进步。此外，该团队对各种溶剂的探索证实了他们的催化剂具有前所未有的破坏弹性 C−H 键的能力。
该研究的第一作者 Yuri Lee 强调，“我们的研究标志着通过铜(II)-烷基过氧物种中的溶剂工程控制反应性的一个里程碑。”
Cho教授进一步强调，“我们的工作不仅展示了铜(II)-烷基过氧化物的卓越氧化能力，而且还阐明了它们的溶剂依赖性反应性，为各个科学领域的尖端金属催化剂奠定了基础。”
研究团队预计，这项变革性研究不仅突破了合成化学的界限，而且为环境和工业应用带来了巨大的希望，预示着卓越催化和可持续技术的新时代。这项研究以 Jaeheung Cho 教授为通讯作者，于 2024 年 2 月 20 日发表在 ACS Catalysis在线版 上。该研究获得了韩国国家研究基金会 (NRF) 和科学与信息通信部 (MSIT) 的资助)，强调其在推进环保技术和催化创新方面的重要性。
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