沉寂多時的化學鍵能研究領(lǐng)域最近傳來新“聲音”。中科院院士、南開大學化學學院教授程津培課題組借助當前熱點有機化學實驗，確定了可量化鍵能新數(shù)據(jù)指標，并得到驗證支持。日前，該研究成果在最新一期化學頂級期刊《美國化學會志》以“前瞻性”文章發(fā)表，這也是整個鍵能領(lǐng)域的首篇“前瞻性”文章，該研究同時還被JACS Spotlights作為“亮點研究”進行報道。

據(jù)介紹，化學反應的本質(zhì)是通過化學鍵的斷裂和再構(gòu)實現(xiàn)鍵的重組，而鍵能就是表征化學鍵強度的物理量，可以用鍵斷裂時所需的能量大小來衡量。鍵能的研究有助于人們深刻理解化學物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律和機制、設計新試劑新反應。然而，近年來隨著所研究的有機體系變得日趨復雜(如C-H鍵活化/官能團化、生物及光催化等)，傳統(tǒng)的解析方式往往難以觀察到鍵能和反應活性之間簡單的對應關(guān)系，從而導致鍵能“失效”，也嚴重影響了鍵能學研究進步。

針對鍵能研究難以觀察和數(shù)據(jù)“失效”，程津培團隊結(jié)合“質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移”等當前有機化學研究熱點，改變過去只考慮單一變量的思維模式，多維度利用鍵能來理解復雜的化學反應體系。實驗中“組合”地使用“有機化合物平衡酸度”和氧化還原電位預測質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移反應，“互補”地使用共價鍵斷裂和新鍵生成的能量解讀碳氫鍵活化中“反直覺”的產(chǎn)物選擇性，利用新的模型精確地得到了離子液體特殊的溶劑化行為數(shù)據(jù)，詮釋了化學鍵能在揭示復雜體系的反應規(guī)律、指導合成設計、理解反應活性和選擇性上的強大功能。

（科技日報）