近日，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院與澳大利亞國立大學(xué)化學(xué)研究學(xué)院合作發(fā)現(xiàn)了中繼的質(zhì)子協(xié)同電子轉(zhuǎn)移（Relayed Proton-Coupled Electron Transfer）機(jī)制，部分研究成果以題為“Diradical Generation via Relayed Proton-Coupled Electron Transfer”的論文發(fā)表在化學(xué)類頂級(jí)期刊Journal of the American Chemical Society上。鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院2019級(jí)博士研究生師遷遷為第一作者，魏東輝教授、Michelle L. Coote教授和藍(lán)宇教授為論文的共同通訊作者。

近年來，發(fā)展自由基反應(yīng)新策略已成為合成化學(xué)領(lǐng)域最熱門的研究方向之一。然而，單電子究竟如何轉(zhuǎn)移并導(dǎo)致自由基產(chǎn)生的機(jī)制一直是困擾化學(xué)家們理解自由基反應(yīng)本質(zhì)的一類難題。在此，他們提出并驗(yàn)證了一種名為中繼的質(zhì)子協(xié)同電子轉(zhuǎn)移的雙自由基生成機(jī)制，并通過反應(yīng)路徑跟蹤發(fā)現(xiàn)電子給體（Donor）的一對(duì)電子可以在去質(zhì)子化的同時(shí)分裂成兩個(gè)單電子，一個(gè)繼續(xù)保留在原來的分子軌道，另一個(gè)則會(huì)通過分子軌道重疊作用轉(zhuǎn)移到氧化劑（即電子受體，Acceptor）上。自旋分布分析進(jìn)一步證實(shí)了單電子轉(zhuǎn)移在質(zhì)子轉(zhuǎn)移的同時(shí)發(fā)生，由閉竅非自由基底物生成了雙自由基。更多的模型研究證明中繼的質(zhì)子協(xié)同電子轉(zhuǎn)移機(jī)制可能廣泛地存在于不同的反應(yīng)體系。該理論研究工作不僅有助于人們理解自由基產(chǎn)生的詳細(xì)過程，還為設(shè)計(jì)自由基反應(yīng)新策略提供了有價(jià)值的理論參考。

該研究受到國家自然科學(xué)基金、河南省優(yōu)秀青年自然科學(xué)基金、河南省高等學(xué)校青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃、111工程、澳大利亞研究委員會(huì)獲獎(jiǎng)?wù)擢?jiǎng)學(xué)金等項(xiàng)目的支持。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12360