來源：埃因霍芬理工大學（Eindhoven University of Technology）

“重大突破”簡化了工業中氣态，低重量烴的加工。

在工業中，氣态碳氫化合物（例如乙烷和甲烷）通常會變成分子，這些分子可作為醫藥和農藥的組成部分。通常，這些過程在高溫和高壓下進行，還會産生大量污染物。埃因霍芬理工大學（TU / e）的研究人員開發了一種新的方法，通過在合适的催化劑存在下用光照亮分子，在室溫和低壓下立即将氣态、低重量碳氫化合物轉化為更複雜的分子。值得注意的是，這種新工藝速度更快，并且幾乎沒有材料浪費。這項工作已經發表在7月2日的《科學》雜志上。

在現代社會中，經常燃燒丙烷，異丁烷和甲烷等氣态烷烴以獲取能量。這些相對便宜和豐富的分子也可用于生産用于農業的藥物或化學産品的複雜分子。

當前激活這些分子用于後續化學反應的大規模過程是在高溫和高壓下進行的，高溫和高壓是苛刻的反應條件，可能難以維持且昂貴，同時還導緻大量廢物的産生。此外，就甲烷的具體情況而言，活化所需的高溫使任何産生的産物都無法用于藥物，因為有機分子會簡單地分解。

由TU/e的TimothyNoël領導的研究小組與上海科技大學（中國），帕維亞大學（意大利）和Vapourtec Ltd.（英國）的研究人員合作，設計了一種在室溫和低壓下用光激活烷烴的新工藝。

重大突破

Noël說：“這是将烷烴轉化為用于其他行業的藥物和材料的有用結構單元的重大突破。” “我們的方法允許将烷烴直接用于更複雜的分子，而不會産生許多不需要的副産物，同時減少污染并簡化活化過程。”

為了實現這一新過程，研究人員不得不應對兩個主要問題。首先，他們需要一種可以輕松破壞或破壞C-H鍵且鍵解離能（BDE）在96.5至105 kcal mol^-1之間的方法。甲烷中的C-H鍵最難斷裂。其次，氣态烷烴的處理需要量身定制的技術，這些技術可以使烷烴在仔細監控的反應環境中與催化劑緊密接觸。研究人員通過在室溫下在合适的催化劑存在下用紫外光（約365 nm）激發烷烴來解決這兩個問題。

“所使用的催化劑是分解鎢酸鹽。當被照亮時，催化劑變得高能，然後具有足夠的能量來分裂C-H鍵。我們發現這适用于甲烷，乙烷，丙烷和異丁烷。”他補充說：“我們的新方法比傳統方法要快，我們很高興看到它的發展。這項研究采用了微型反應器，因為它們有助于更好地控制反應條件，更好地限制氣态原料以及更容易地照亮催化劑。将來，我們将考慮可以提高生産能力的反應堆。”鑒于活化生産氣體所需的成本較低，因此這種新方法為廉價生産某些藥物鋪平了道路。

論文全文：G. Laudadio et al., “C(sp3)-H functionalizations of light hydrocarbons using decatungstate photocatalysis in flow”, Science, (2020). 

原文網址：https://www.tue.nl/en/news/news-overview/02-07-2020-new-light-based-method-for-faster-and-green-production-of-building-blocks-for-medicines/

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