Science 雙響：新風(fēng)口交流電合成的實(shí)現(xiàn)過(guò)程介紹
Science 雙響
4月6日，福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院葉克印教授應(yīng)邀在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Science在線發(fā)表了題為“Alternating the current direction"的前瞻性文章[1]，對(duì)美國(guó)Scripps研究所Phil S. Baran教授等人在交流電有機(jī)合成領(lǐng)域的最新突破性進(jìn)展進(jìn)行了評(píng)述和展望。同期，Phil S. Baran課題組的“Overcoming the limitations of Kolbe coupling with waveform-controlled electrosynthesis"交流電合成突破Kolbe偶聯(lián)的局限性的文章也在Science發(fā)表[2]。兩篇文章的關(guān)鍵詞都是“交流電合成"，這純屬巧合，又抑或是交流電合成即將成為新風(fēng)口？！
Kolbe偶聯(lián)反應(yīng)
Kolbe偶聯(lián)反應(yīng)（Kolbe于1849年報(bào)道）是最古老的電化學(xué)反應(yīng)之一，通過(guò)電化學(xué)脫羧偶聯(lián)形成Csp3–Csp3鍵。盡管過(guò)去了100多年，但由于化學(xué)選擇性極低和對(duì)貴金屬電極的依賴，該反應(yīng)的廣泛應(yīng)用一直受限。
rAP的突破
此文中，Phil S. Baran課題組為這一長(zhǎng)期挑戰(zhàn)提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案：將電勢(shì)波形從經(jīng)典直流轉(zhuǎn)換為交流電之rAP快速極性切換，使各種官能團(tuán)相互兼容，并改用廉價(jià)的、可持續(xù)的碳基電極（無(wú)定形碳）進(jìn)行反應(yīng)[2]。基于該反應(yīng)，Phil S. Baran課題組用易得的羧酸（包括生物質(zhì)衍生的羧酸）制備了多種有價(jià)值的分子，包括非天然氨基酸和聚合物構(gòu)建砌塊等。機(jī)理研究表明波形在調(diào)節(jié)電極周圍局部pH值方面具有重要作用，丙酮作為非常規(guī)反應(yīng)溶劑也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
如何實(shí)現(xiàn)
如何在電合成中實(shí)現(xiàn)交流電之快速極性切換rapid alternating polarity（rAP）？
打開Supporting information一起來(lái)揭秘。Phil S. Baran課題組的實(shí)驗(yàn)步驟那叫一個(gè)相當(dāng)清楚，相信有興趣的小伙伴們都可以很輕松的重現(xiàn)這個(gè)經(jīng)典的反應(yīng)，rAP不需要自己DIY，連配液的圖片配附上了。
配液：丙酮3.5mL用量筒也可以，50uL Me4N•OH 建議用移液器精確量取。圖片上的小白是IKA 的移液器，聽說(shuō)現(xiàn)在買一送四，德國(guó)原裝！
交流電合成，就是這個(gè)“小黑"-IKA ElectraSyn搞定的。
再上圖，1s設(shè)置交流電（rAP），恒流或恒壓任選。當(dāng)然，重現(xiàn)這個(gè)反應(yīng)要選恒流。
相信大家手上都有不止一臺(tái)“小黑"了，寶劍配英雄嘛。如果您手上的“小黑"還沒(méi)有“Rapid alternating polarity"選項(xiàng)，歡迎隨時(shí)聯(lián)系IKA，或者掃描如下二維碼快速升級(jí)。
寫在最后
引用：
[1].Alternating the current direction-Waveform-controlled electrolysis enables the carbon-carbon coupling of carboxylic acids. Peng Guo, Ke-Yin Ye, Science, 2023, 380, 34-35. DOI: 10.1126/science.adh1837
[2].Overcoming the limitations of Kolbe coupling with waveform-controlled electrosynthesis. Yuta Hioki, Matteo Costantini, Jeremy Griffin, Kaid C. Harper, Melania Prado Merini1, Benedikt Niss, Yu Kawamata, Phil S. Baran. Science, 2023, 380, 81-87. DOI: 10.1126/science.adf4762
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IKA 集團(tuán)是實(shí)驗(yàn)室前處理、分析技術(shù)、 工業(yè)混合分散技術(shù)的市場(chǎng)先鋒。電化學(xué)合成儀、磁力攪拌器、頂置式攪拌器、分散均質(zhì)機(jī)、混勻器、恒溫?fù)u床、恒溫混勻器、移液器、研磨機(jī)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、恒溫循環(huán)器/水浴/油浴、加熱鍋、加熱板、粘度計(jì)、量熱儀、生物反應(yīng)器、發(fā)酵罐、化學(xué)合成釜、實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)釜等相關(guān)產(chǎn)品構(gòu)成了IKA 實(shí)驗(yàn)室前處理與分析技術(shù)的產(chǎn)品線；而工業(yè)技術(shù)主要包括用于規(guī)模生產(chǎn)的混合設(shè)備、分散乳化設(shè)備、捏合設(shè)備、以及從中試到擴(kuò)大生產(chǎn)的整套解決方案。IKA 還與世界著名大學(xué)和科學(xué)家進(jìn)行著密切的合作, 支持其在科研道路上不斷探索。我們致力于為客戶提供更好的技術(shù), 幫助客戶獲得成功。
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