聚乙炔(PA)是一维的碳链交单和双碳碳键,这也是第一个合成导电聚合物。
虽然简单的结构单元,控制分子量和考评的立体化学链通过传统乙炔聚合具有挑战性的途径。有趣的是,正常的烷烃(n烷烃)——碳骨架一样反式PA。直接烷烃脱氢已经深入探索在石油化工过程中产生的工业化学物质如单烯烃和二烯烃。
然而,随着脱氢反应的进行,化学选择性生成双键失去与少数不受控制的异构化等副反应,环化和芳构化。最近,从东吴大学教授和太极集团(中国)与卡尔斯鲁厄理工学院的合作者(设备,德国)的选择性脱氢取得了令人兴奋的进步n烷烃直接改变了单一n烷烃分子成相应的-反式(——共轭多烯分子反式PA与确定链段长度)下表面约束。在类比[n] -annulenes的命名法,研究人员术语转换分子[n]多烯的字母“n”表示碳原子的数量。
完整的区别n烷烃和[n]多烯分子bond-resolved明确地说明了扫描探针显微镜(STM / nc-AFM)包括键序,周期性,优先吸附的网站和他们的相对吸附高度对铜(110),如图1所示。互补的光谱特征包括红外反射吸收光谱(IRRAS)和温度程序解吸反应(兼总经理)提供更多的细节和验证热转换过程中热稳定性的饱和碳碳键不饱和C = C债券。聚合多烯网络也被检查的角度解决光电发射光谱(arp),表明金属乐队从绝缘石蜡分散发展电影在铜(110)。
结合密度泛函理论(DFT)计算,研究人员进一步澄清在这个变换级联过程呈现在图2中,并显示,定向性的反应来自外延吸附生成烯基组。决定性的一步n烷烃脱氢是发现终端甲基的激活。脱氢收益和双键形成,优化吸附反应物的变化逐渐从槽站点周边岭网站与脱氢壁垒逐步下降。此外,n烷烃分子在铜山脊之上(不喜欢)将经历更低的激活障碍并接受转换相比,优先与吸附分子的优化网站(槽网站)。
提出的方法也适用于单环烷基功能分子和其他晶体铜理性的前体下设计的飞机。由于官能团的锚定效应,烷烃链拉向催化表面导致反应温度的显著减少,例如2-dodecylnaphthalene已经发现下自发进行polyene-transformation小时室温退火。与此同时,没有重大变化的温度阈值激活终端烯基耦合,使其可能的构造多烯复杂可编程通过单个或多个组件长度和功能(图3)。
总结,研究人员阐明一个级联的烷烃脱氢过程在表面约束直接变换n烷烃分子成相应的-反式共轭多基因以前所未有的长度可控制性和可编程序功能。已经证明可行的分子功能单元集成和构建复杂的分子结合,它提供了机会来建立分子拓扑结构,分子电路甚至有机超导。上下文中作者还认为调查一起澄清的立体效应转换将提供全新的视角对烷烃原料的利用率,成为建设性的实际设计合理的基于纳米晶体和/或沸石催化剂。
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