用于水脱卤的界面氢负离子转移

《Nature Communications》：Interfacial hydride transfer for dehalogenation with water

　　

摘要

通过水介导的脱卤加氢实现有机卤化物的还原脱卤对环境行业和化学行业至关重要。传统的脱卤加氢反应通过电子转移途径进行（例如逐步电子/氢自由基转移，或两步电子转移后质子化），这往往受到脱卤动力学和选择性有限的阻碍。虽然还原性氢负离子（H^δ?）物种的界面转移提供了一种引人注目的协同两电子途径，但其应用受到温和条件下表面氢负离子形成困难的限制。在这里，我们通过开发机械化学激活的零价铁（ZVI）克服了这一挑战，该材料在微量水的存在下能产生反应性硅氢（Si–H^δ?）物种。微量水诱导 ZVI 腐蚀产生 H₂，该 H₂ 被原位形成的表面 Si^δ+–O^δ? 路易斯酸碱对异裂，产生亲核性的 Si–H^δ? 结构单元。这些结构单元驱动直接的界面氢负离子转移，实现高效脱卤加氢和区域选择性氘化，其速率常数比 ZVI 上传统的基于自由基的氢转移快 2 至 50 倍。水介导的氢负离子供体再生使得实际卤化地下水的连续流去污和有机卤化物转化为高纯度氘化产物成为可能，选择性为 93.4%。这项工作展示了一个前景广阔的机械化学平台，为有机卤化物的选择性脱卤加氢提出了一种更可持续的方法。