来源：埃因霍芬理工大学（Eindhoven University of Technology）

“重大突破”简化了工业中气态，低重量烃的加工。

在工业中，气态碳氢化合物（例如乙烷和甲烷）通常会变成分子，这些分子可作为医药和农药的组成部分。通常，这些过程在高温和高压下进行，还会产生大量污染物。埃因霍芬理工大学（TU / e）的研究人员开发了一种新的方法，通过在合适的催化剂存在下用光照亮分子，在室温和低压下立即将气态、低重量碳氢化合物转化为更复杂的分子。值得注意的是，这种新工艺速度更快，并且几乎没有材料浪费。这项工作已经发表在7月2日的《科学》杂志上。

在现代社会中，经常燃烧丙烷，异丁烷和甲烷等气态烷烃以获取能量。这些相对便宜和丰富的分子也可用于生产用于农业的药物或化学产品的复杂分子。

当前激活这些分子用于后续化学反应的大规模过程是在高温和高压下进行的，高温和高压是苛刻的反应条件，可能难以维持且昂贵，同时还导致大量废物的产生。此外，就甲烷的具体情况而言，活化所需的高温使任何产生的产物都无法用于药物，因为有机分子会简单地分解。

由TU/e的TimothyNoël领导的研究小组与上海科技大学（中国），帕维亚大学（意大利）和Vapourtec Ltd.（英国）的研究人员合作，设计了一种在室温和低压下用光激活烷烃的新工艺。

重大突破

Noël说：“这是将烷烃转化为用于其他行业的药物和材料的有用结构单元的重大突破。” “我们的方法允许将烷烃直接用于更复杂的分子，而不会产生许多不需要的副产物，同时减少污染并简化活化过程。”

为了实现这一新过程，研究人员不得不应对两个主要问题。首先，他们需要一种可以轻松破坏或破坏C-H键且键解离能（BDE）在96.5至105 kcal mol^-1之间的方法。甲烷中的C-H键最难断裂。其次，气态烷烃的处理需要量身定制的技术，这些技术可以使烷烃在仔细监控的反应环境中与催化剂紧密接触。研究人员通过在室温下在合适的催化剂存在下用紫外光（约365 nm）激发烷烃来解决这两个问题。

“所使用的催化剂是分解钨酸盐。当被照亮时，催化剂变得高能，然后具有足够的能量来分裂C-H键。我们发现这适用于甲烷，乙烷，丙烷和异丁烷。”他补充说：“我们的新方法比传统方法要快，我们很高兴看到它的发展。这项研究采用了微型反应器，因为它们有助于更好地控制反应条件，更好地限制气态原料以及更容易地照亮催化剂。将来，我们将考虑可以提高生产能力的反应堆。”鉴于活化生产气体所需的成本较低，因此这种新方法为廉价生产某些药物铺平了道路。

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

原文网址：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/

声明：本文由仁达化工编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。