北京
光被用来触发肼与一种硫酚衍生物之间的电子转移，从而生成活泼的氢原子。
研究人员开发出一种光驱动方法，可生成用于化学合成的高活泼氢原子。
该技术可在温和条件下产生单个氢原子，解决了制备和使用这些活泼粒子方面长期存在的难题。
单个氢原子最早由诺贝尔奖得主欧文·朗缪尔在一个多世纪前制得，但由于它们很容易与其他物质发生反应，因此难以加以利用。
马克斯·普朗克胶体与界面研究所、伦敦大学学院和帝国理工学院的研究人员利用生成的氢原子，在不使用金属的情况下还原有机分子。这为在更温和条件下进行化学转化提供了一种潜在途径。
利用光产生氢
该技术使研究人员能够在温和条件下产生高活泼的单个氢原子，并利用它们还原有机分子。这种方法可能有助于化学家研究原子氢的异常反应性，并探索其在其他化学反应中的潜力。
氢是元素周期表中最简单的元素，由一个质子和一个电子组成。然而，它的行为会因其以单个原子还是分子的形式存在而发生变化。
在实验室中，氢通常以H₂的形式出现，这是一种由两个键合氢原子组成的稳定分子。单个氢原子，表示为H•，则活泼得多，也更难以制备和控制。其高反应性使其难以用于化学合成。
“从化学角度看，氢原子极其简单，但它也极其活泼，”该研究的第一作者、马克斯·普朗克胶体与界面研究所的尼尔斯·J·弗洛登在一份声明中说。因此，研究人员寻求一种方法，能够在可以将原子氢的反应性引导至特定化学转化的条件下生成它。
这种新方法将肼与一种硫酚衍生物结合，然后将混合物暴露于光下。光提供了触发两种分子之间电子转移所需的能量。值得注意的是，研究表明，这一过程会产生一种短寿命中间体，属于一类更广泛的化合物，称为里德伯自由基。该中间体存在约13皮秒，即13万亿分之一秒。随着里德伯分子衰变，它会释放出一个可参与化学反应的氢自由基。
无金属还原反应
该团队利用其光驱动过程生成的氢自由基，在温和条件下、无需金属即可还原多种有机分子。测试的化合物包括高度官能化的烯烃和卤素化合物。
据研究人员称，还原反应在有机化学中很重要，因为它们使化学家能够通过加氢或以其他方式改变分子的电子结构来修饰分子。在受控条件下产生活泼氢，可能为这些转化提供另一种工具。
“对于有机化学来说，发现新的化学中间体开辟了新的可能性。通过这项工作，原子氢成为合成化学家的一种实用工具，”该研究所生物分子系统系主任彼得·H·泽贝格尔说。
研究人员将该方法视为进一步研究的起点，而不是仅限于已展示的还原反应的解决方案。原子氢的异常反应性可能在有机化学的其他领域，并从更长期看，在生物科学中具有潜在用途。还需要进一步研究，以确定该技术能够应用的范围有多广。
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