將小分子研磨成更大的分子似乎是違反直覺的,但是德國的科學家們打破常規,已經做出了這種大分子。新的實驗方案使用無溶劑的機械化學工藝,最終產生了大量的納米石墨,緩解了與起始物料溶解度差有關的關鍵問題。
傳統制備多環芳烴(PAHs)和納米化合物采用自底向上的方法,通常涉及兩種芳烴化合物之間的酸催化氧化縮合反應,這種反應稱為SeCl反應。SeCl反應需要溶劑,盡管是高芳香族分子體系,但是如納米石墨等由于存在溶解度差而難以合成。
現在,德累斯頓工業大學Lars Borchardt和他的團隊用一種叫做球磨的技術,從六苯苯前體生產碳氫化合物,從而消除了溶劑的需求。球磨使用強烈的機械力來啟動化學反應,為合成這些分子提供了一種更安全、更簡單和更可持續的途徑。Borchardt解釋說,我們也可以拓寬這一著名反應對不溶性分子的可行性。
加拿大麥克吉爾大學固態和機械化學研究人員Tomislav Fri??i?說:“組裝大的有機芳香結構的其他技術通常需要相當苛刻的條件,或者需要官能化使原料更易溶解。”這意味著化學家不僅在這一領域,而且在許多其他領域,往往不能使用他們想要的原料,所以他們不得不選擇那些最容易溶解的物質。機械力化學避免了這些并發癥。
來源:英國皇家化學學會,不同聚苯前體的反應,(A)六苯基苯,(B)C60H42,(C)C222H150,用行星式球磨機中的鐵(III)氯化物生產多環芳烴C60和C222
英國女王大學貝爾法斯特分校的機械化學研究人員Stuart James說,有時添加溶劑對反應沒有影響,有時可以大大加快反應速度。“我們這里發現加入少量溶劑似乎抑制反應。這可能指向一個更一般的原則,因為我們可能習慣性地使用溶劑,但溶劑實際上會減慢反應速度。”
除了生產標準的納米圖形,如三角形C60,團隊還設法合成了C222——最大的PAH,納米圖形具有一個良好的結構,這個結構起初在解決方案中非常難抹平。他們在短短幾分鐘內合成了分子,因為它們的方法不依賴于前體的大小,他們最初的合成花費了24小時。
Borchardt的團隊正在致力于使用這種方法合成更大的納米石墨烯。Fri??i?說Borchardt的發現可以振興電子和太陽能材料的研究,越來越多的證據表明,長期阻礙化學合成的困難可以通過消除溶劑來解決。
文章來自chemistryworld網站
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