2005年10月21日
在化学编年史上，有许多氢原子从金属转移到碳原子的例子。但是到目前为止，还没有人直接观察到这种逆反应——氢原子从碳原子向金属原子移动。
利用激光和时间分辨红外光谱学，美国能源部的科学家们布鲁克海文国家实验室已经捕捉到了断裂和行动。他们在2005年10月19日发表在《美国化学学会杂志》(Journal of the American Chemical Society)网上的一篇论文中描述了他们的工作。
虽然选择科学家研究的特定反应主要是为了解决化学反应机制的基本问题，但它确实展示了一种打破碳氢键的新方法——将碳氢化合物转化为高价值化学品或燃料的第一步。
布鲁克海文的化学家说:“提高我们对这些基本反应的理解将帮助我们评估将这些反应用于可能具有实际用途的应用的可行性。莫里斯布洛克他领导着这个研究小组。
多年来，化学家们研究了各种不同类型的金属配合物，以寻找那些可以打破碳氢键的金属配合物，并成功地找到了几种可以完成此类反应的金属配合物。一些经过仔细研究的例子通过碳氢化合物分子与金属配合物的相互作用同时形成金属与碳和氢的键，而金属配合物可以形成额外的键。但布鲁克海文的团队设计了一个系统，可以直接从碳氢化合物中去除一个氢原子。
科学家们首先在含有弱碳氢键(1,4-环己二烯)的碳氢化合物的溶液中，使用一种含有两个相连的锇原子的金属配合物。锇是一种已知能形成强化学键的金属。通过用激光照射金属配合物，他们能够打破两个锇原子之间的键，产生一种新的、高度活性的锇配合物，这种配合物的键位是空的。然后，这个复合体中的锇原子可以自由地从附近的碳氢化合物中“攫取”一个氢原子，打破它与碳原子的键，形成一个新的锇-氢键。
布洛克说:“这项技术被称为激光闪光光解，我们用时间分辨红外光谱法观察反应。”
他解释说，每种化学物质都有独特的光谱特征或指纹，这取决于它吸收的能量波长。随着反应的进行，科学家们在微秒的时间尺度上进行测量。通过观察锇配合物的光谱特征如何变化，他们可以跟踪反应中单个原子的运动。科学家们有意地设计了这些最初的研究，以裂解相对较弱的碳氢键，他们的研究表明，这种反应发生的速度很快。
在正在进行的研究中，他们的目标之一是尝试用更强的碳氢键来进行相关反应，并观察随着键断裂变得更强，反应速率如何变化。他们也在尝试其他形成较弱的金属氢键的金属配合物，以观察当这些反应仍然足够有利时的极限是什么。
这项研究由美国能源部科学办公室的基础能源科学办公室和布鲁克海文实验室指导研究和发展计划资助。欧洲杯线上买球