Nature Commun:三重态氮宾离子的观测和反应活性研究
纳米技术 纳米 2022-06-16

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氮宾阳离子(Nitrenium)是化学和生物学领域的重要反应中间体,在反应过程中人们直接表征发现单重态氮宾的存在,但是还从未直接观测发现三重态氮宾。

有鉴于此,北京师范大学陈雪波、香港大学 David Lee Phillips、爱荷华州立大学Arthur H. Winter等通过表征发现,处于光激发态的前驱体分子能够异裂产生单重态氮宾离子,或者以系间窜越随后发生自发性异裂的方式生成三重态p-碘苯基氮宾(np)。三重态氮宾离子随后通过系间窜越回到单重基态,最后通过质子和电子转移的方式生成长寿命自由基阳离子生成还原态的p-碘苯胺。

本文要点

(1)

通过从头计算方法绘制反应势能面,实现了更好的理解激发态氮宾的反应通道,发现了单重态-三重态窜越过程是能量上合理的过程,这种过程基于N-N伸缩配位,其中三重激发态为非束缚态,自发释放NH3生成三重态氮宾离子。

(2)

本文研究结果明确的展示了自旋态不同的两种苯氮宾离子反应情况的区别,首次直接观测三重态氮宾离子的存在。

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参考文献

Du, L., Wang, J., Qiu, Y. et al. Generation and direct observation of a triplet arylnitrenium ion. Nat Commun 13, 3458 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-31091-z

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31091-z

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