這是發(fā)現(xiàn)新催化反應(yīng)的一個(gè)罕見(jiàn)例子，它為用以前從未存在過(guò)的反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)開(kāi)辟了真正豐富的新機(jī)會(huì)。

這些含磷環(huán)可以用作其他反應(yīng)的催化劑，或用作有用化合物的前體。該論文本周發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》。碳原子之間含有雙鍵的有機(jī)化合物，也稱為烯烴或烯烴，是許多工業(yè)上有用的化學(xué)反應(yīng)的重要前體。通過(guò)打破這些碳-碳鍵并添加新的原子或原子團(tuán)，研究人員可以創(chuàng)造出各種各樣的新產(chǎn)品?；瘜W(xué)家此前已經(jīng)弄清楚如何通過(guò)添加另一個(gè)碳原子、氮原子或氧原子將碳碳雙鍵轉(zhuǎn)化為三元環(huán)。這種化合物存在于塑料、藥品、紡織品和其他有用的產(chǎn)品中。然而，由于磷比碳、氮或氧重，因此很難找到一種方法將其摻入烯烴中，而不使用需要苛刻化學(xué)條件的“強(qiáng)力”方法。

麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)希望找到一種在溫和條件下進(jìn)行該反應(yīng)的方法，使用催化劑將亞磷酸基團(tuán)（與有機(jī)化學(xué)基團(tuán)鍵合的磷原子）轉(zhuǎn)移到烯烴上。中間。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們需要一種可以作為亞磷酸鹽來(lái)源的起始材料，但這種化合物并不存在，因?yàn)樘嫉容^輕元素的直接類似物與磷不穩(wěn)定。麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)在反應(yīng)中使用了不同的磷源，這是康明斯實(shí)驗(yàn)室于2021 年首次合成的化合物。該分子是四面體，這種形狀本身就具有大量的能量“應(yīng)變”，很像壓縮彈簧，因?yàn)樾纬伤拿骟w的四個(gè)原子之間的鍵角很小。

這種化合物被稱為三叔丁基磷四面體，具有三個(gè)由連接到稱為叔丁基的化學(xué)基團(tuán)的碳原子組成的頂點(diǎn)，以及一個(gè)由具有一對(duì)不共享電子組成的磷原子組成的頂點(diǎn)。在適當(dāng)?shù)臈l件下，這種緊張的分子可以被拉開(kāi)，釋放出磷原子。利用這種彈簧分子，研究人員能夠使用含鎳催化劑將亞磷酸酯轉(zhuǎn)移到烯烴中，形成三元環(huán)。該反應(yīng)可以在室溫下進(jìn)行，產(chǎn)率很高。