网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

江西理工大学《Nature Communications》:稀土萃取剂合成研究取得新进展

0
分享至

在稀土萃取分离过程中,萃取剂扮演着关键角色,萃取剂的分子结构直接决定其萃取性能。高性能萃取剂的研制是稀土科学与工程的一个重要研究方向。烷基膦酸酯是一类重要的稀土萃取剂,如何高效构建烷基膦酸酯骨架一直是合成化学的挑战。

近日,江西理工大学/中国科学院上海有机化学研究所李超忠团队在《自然·通讯》(Nature Communications)上发表了一项重要研究,他们创新性地设计了一类具有独特N–O–P键合结构的二烷基邻苯二甲酰亚胺基亚磷酸酯试剂,成功攻克了“非活化烯烃”难以实现马氏(Markovnikov)选择性氢膦酰化的长期挑战。论文以“Cobalt-catalyzed Markovnikov-selective hydrophosphonylation of unactivated alkenes enabled by phthalimidyl phosphite reagents”为题,该文章第一署名单位和第一通讯单位均为江西理工大学稀土学院,江西理工大学学术副校长李超忠研究员、中科院上海有机化学研究所朱林副研究员和柴林香博士为本文的共同通讯作者。

https://doi.org/10.1038/s41467-026-77482-4

在烯烃的氢膦酰化反应中,如何精准控制区域选择性是关键。根据经典的马氏规则,氢原子应加在含氢较多的碳上,而膦酰基则落在取代更多的碳端,生成支链产物。这对于萃取剂的设计至关重要,因为支链结构往往具有更好的稀土分离选择性。然而,现实的合成路径却困难重重。传统方法大多仅适用于活化烯烃,而针对普通、不含吸电子基团的非活化烯烃则效果不佳。膦酰基自由基路径虽然可行,但通常天然倾向生成反马氏产物。即使是最近报道的钯催化体系,在面对非活化烯烃时也难以控制其走向马氏路径。

面对这一挑战,研究团队没有在催化剂上“死磕”,而是另辟蹊径,从膦化试剂入手(图1)。他们设计的邻苯二甲酰亚胺基亚磷酸酯,看似简单,实则暗藏玄机。该类试剂本身是高效的自由基捕获剂。在反应过程中,它不仅能精准地“抓住”反应生成的烷基自由基,更关键的是,其反应后生成的邻苯二甲酰亚胺自由基具有极强的氧化性(Ered0 > 2.0 V vs NHE),足以将CoII重新氧化为CoIII,从而巧妙地解决了以往类似体系中催化剂无法再生的核心瓶颈。


图1 通过烷基自由基膦酰化(本工作)

这一催化体系展现出了卓越的实用价值。整个反应在室温下即可进行,以廉价的二苯基硅烷为氢源,钴-salen配合物为催化剂。在短短数小时内,多种非活化烯烃都能以高收率(最高达76%)和专一的马氏选择性转化为目标膦酸酯,且对羟基、酯基、卤素、杂环等多种常见官能团均表现出极佳的耐受性。更令人振奋的是,该方法成功应用于复杂分子的后期修饰(图2)。研究团队将抗炎药布洛芬、降脂药吉非罗齐等衍生物中的烯烃侧链,在合成的最后阶段“一键”转化为膦酸酯,收率良好。这为化学家快速构建分子库、优化分子结构提供了极大的灵活性和便利。


图2 药物衍生物的后期氢膦酰化

相比依赖贵金属的传统方法,该方法使用的钴催化剂价格低廉、储量丰富、毒性低,符合绿色化学的发展趋势。同时,新型膦化试剂制备简便、性质稳定,也为未来的工业化应用铺平了道路。这项研究不仅解决了一个长期悬而未决的合成难题,更展示了“试剂设计驱动反应创新”的强大威力。该策略有望拓展至其他氢官能化反应,为自由基化学与过渡金属催化的深度融合提供新的范式。本工作得到了国家自然科学基金委员会、中国科学院、科技部、南京大学配位化学全国重点实验室以及江西理工大学的大力资助。

本文来自“江西理工大学”。

近期学术会议推荐

欢迎留言,分享观点。点亮❤

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
原来大佬都是这样换大运的!网友:我老板就是这样越来越成功的

原来大佬都是这样换大运的!网友:我老板就是这样越来越成功的

夜深爱杂谈
2026-10-02 21:04:47
葡媒:C罗离开葡萄牙队时并非独自一人,装备主管随他离开

葡媒:C罗离开葡萄牙队时并非独自一人,装备主管随他离开

云隐南山
2026-10-04 16:31:02
国乒队内私交曝光,王曼昱最好伙伴不是孙颖莎陈梦,而是两位小师妹

国乒队内私交曝光,王曼昱最好伙伴不是孙颖莎陈梦,而是两位小师妹

内地那鱼线场
2026-10-04 14:13:40
3场比赛0球0助攻!在中超“大杀四方”,在国家队难发挥,18岁新星恐被高估

3场比赛0球0助攻!在中超“大杀四方”,在国家队难发挥,18岁新星恐被高估

大卫的篮球故事
2026-10-04 17:26:59
内蒙古一酒店现“巨型榻榻米”房型,一张床占半个房间,每晚仅200元左右,客服:床位长5米宽2米,可容纳6人同时入住

内蒙古一酒店现“巨型榻榻米”房型,一张床占半个房间,每晚仅200元左右,客服:床位长5米宽2米,可容纳6人同时入住

极目新闻
2026-10-04 15:50:10
森保一:明天不会大幅度调整阵容,我希望让所有球员都出场

森保一:明天不会大幅度调整阵容,我希望让所有球员都出场

懂球帝
2026-10-04 17:17:09
知情人爆料90年代刘欢演出费用:一场4000元,是普通工人两年的全部工资

知情人爆料90年代刘欢演出费用:一场4000元,是普通工人两年的全部工资

小徐讲八卦
2026-10-04 14:35:15
马斯克称“SpaceXAI”将更名为“SpaceXSI”

马斯克称“SpaceXAI”将更名为“SpaceXSI”

财联社
2026-10-04 18:13:29
3-1到5-4!吴宜泽优势缩水:决赛上半场只领先1局,袁思俊冲首冠!

3-1到5-4!吴宜泽优势缩水:决赛上半场只领先1局,袁思俊冲首冠!

刘姚尧的文字城堡
2026-10-04 18:25:44
深夜8大消息集中落地!10月8日节后开盘,A股或将迎来方向选择

深夜8大消息集中落地!10月8日节后开盘,A股或将迎来方向选择

慧眼看世界哈哈
2026-10-04 13:33:13
马斯克与四孩印度裔女友分手,他最喜欢的还是艾梅伯

马斯克与四孩印度裔女友分手,他最喜欢的还是艾梅伯

金牌娱乐
2026-10-04 15:33:33
你假装放假,我假装消费

你假装放假,我假装消费

七叔东山再起
2026-10-03 20:00:48
男团丢冠、冠军被嘘、家属被网暴!王皓怎么也没想到,26岁王楚钦亚运会输给日乒后,竟让自己的老婆无辜被牵连,太寒心

男团丢冠、冠军被嘘、家属被网暴!王皓怎么也没想到,26岁王楚钦亚运会输给日乒后,竟让自己的老婆无辜被牵连,太寒心

锐评利物浦
2026-10-04 09:36:52
白送8分,2次上手逆转!吴宜泽第4局10-14反败为胜,3-1领先袁思俊!

白送8分,2次上手逆转!吴宜泽第4局10-14反败为胜,3-1领先袁思俊!

刘姚尧的文字城堡
2026-10-04 15:46:39
"45秒,全没了!"柏林宣布退出申办,奥运会从顶级IP沦为财政噩梦

"45秒,全没了!"柏林宣布退出申办,奥运会从顶级IP沦为财政噩梦

云居历史
2026-09-28 15:40:23
中秋大闸蟹彻底遇冷!老养殖户坦言:不是没人吃,是时代变了

中秋大闸蟹彻底遇冷!老养殖户坦言:不是没人吃,是时代变了

放开他让wo来
2026-10-03 17:04:34
服务江青的最后护士回忆:1976年江青被捕时我在场,她表现得非常镇定

服务江青的最后护士回忆:1976年江青被捕时我在场,她表现得非常镇定

浔阳咸鱼
2026-10-04 10:15:20
65岁店主含泪自述:烟卖不动了,不是钱的事,是一个时代结束了

65岁店主含泪自述:烟卖不动了,不是钱的事,是一个时代结束了

小鹿姐姐情感说
2026-10-04 06:12:18
医生提醒:老年人4件事上太勤快,并不是好事,可能会招来疾病

医生提醒:老年人4件事上太勤快,并不是好事,可能会招来疾病

袁医生课堂
2026-09-20 08:07:09
真没想到!逼空姐下跪的那个人,东航直接把名字甩出来了:欧某某,照片也被网友扒出来了

真没想到!逼空姐下跪的那个人,东航直接把名字甩出来了:欧某某,照片也被网友扒出来了

世界圈
2026-10-04 20:34:52
2026-10-04 21:28:49
材料科学与工程 incentive-icons
材料科学与工程
材料类综合、全面、专业的平台
8180文章数 17189关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果确认:iPhone 18 Pro Max有问题

头条要闻

“成都天价回锅肉3片卖105”登上热搜 商家回应

头条要闻

“成都天价回锅肉3片卖105”登上热搜 商家回应

体育要闻

“小将”吴曦,中国的莫德里奇

娱乐要闻

高晓松悄悄复出:官媒没给他留体面

财经要闻

OpenAI前安全部门员工:公司文化已崩坏

汽车要闻

方程豹9月热销破4万 首款皮卡鲨鱼将于四季度上市

态度原创

艺术
亲子
家居
房产
公开课

艺术要闻

弗兰茨·亨宁森:19世纪丹麦著名的现实主义画家

亲子要闻

带孩子出游的三个规矩,你做到了吗?

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

房产要闻

保利大爆发,冲到榜一!海南楼市前三季度,热销榜出炉!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版