9月9日消息,英国伦敦大学学院(UCL)有机化学家Roopender Kumar团队开发出一种在普通合成实验室条件下产生原子氢(H•)并用于合成反应的方法,成果发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2026, DOI: 10.1021/jacs.6c07870)。这意味着合成化学家首次可以方便地驾驭这个"宇宙中最小的自由基"。
原子氢由一个电子和一个质子构成,1912年由Irving Langmuir首次实验观测,此后在固态材料、量子科学和癌症治疗等领域已有应用。但历史上产生原子氢所需的条件——伽马射线、高能紫外光、液态汞、足以熔化铁的高温——使其基本游离于合成化学家的工具箱之外。Kumar指出:"极端紫外加液汞不是制药公司化学家愿意接触的东西。"
新方法的灵感来自另一种奇特物种——里德堡自由基(Rydberg radical,由阳离子核心和高能价电子构成,亦用于量子计算)。Kumar的路线是先对含氮化合物肼进行质子化,再利用简易硫醇介导注入额外电子,由此释放出原子氢。获得自由的H•随后可对有机分子进行氢化——无需分子氢气,无需钯或任何金属催化剂。Kumar称之为"这个微小而美丽的元素"赋能的氢化反应。
对医药与精细化工而言,这一路线若能放大,将绕开高压氢气操作与贵金属催化剂成本,为还原反应提供条件温和的新选择;在有机自由基化学复兴的背景下,把物理学家"专属"的原子氢变为合成常规试剂,也为基础研究打开了新的反应设计空间。
(来源:Chemical & Engineering News)