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在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，以中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所研究員侯雪龍為負(fù)責(zé)人，包括中科院大連化學(xué)物理研究所研究員周永貴、中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所研究員王正在內(nèi)的項(xiàng)目組對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的選擇性控制進(jìn)行了探索。他們圍繞影響有機(jī)反應(yīng)選擇性的若干重要因素及規(guī)律，在有機(jī)合成方法學(xué)、反應(yīng)選擇性控制的理論和實(shí)踐方面均取得了重要進(jìn)展。該項(xiàng)目結(jié)題時(shí)，被國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)組織的專家評(píng)審組綜合評(píng)價(jià)為優(yōu)秀。

 

 

催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒，它能誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變，從而使化學(xué)反應(yīng)變快、減慢，或者在較低的反應(yīng)條件要求下進(jìn)行。在化工、釀造、制藥等行業(yè)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生命活動(dòng)中，催化劑被廣泛地使用。

 

催化劑和反應(yīng)體系的關(guān)系就像鎖與鑰匙的關(guān)系一樣，具有高度的選擇性（或?qū)Ｒ恍裕环N催化劑并非對(duì)所有的化學(xué)反應(yīng)都有催化作用。如乙醇在高溫時(shí)可脫氫轉(zhuǎn)變成乙醛，亦可脫水轉(zhuǎn)變成乙烯，銀催化劑能促進(jìn)前一反應(yīng)，氧化鋁催化劑則促進(jìn)后一反應(yīng)。工業(yè)上則利用催化選擇性使原料向指定的方向轉(zhuǎn)化，減少副反應(yīng)。

 

在能發(fā)生多種反應(yīng)的反應(yīng)系統(tǒng)中，催化劑促進(jìn)不同反應(yīng)的程度也不同。例如在石油化工的粗制乙烯中含有少量乙炔，可用催化加氫法使乙炔轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁康姆磻?yīng)），但乙烯也能加氫生成乙烷（副反應(yīng)），導(dǎo)致產(chǎn)品乙烯損失，催化劑的選擇性則是乙炔轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁┑姆磻?yīng)速度和乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橐彝榈姆磻?yīng)速度的比值。生產(chǎn)中采用具有良好催化選擇性的加氫催化劑，使乙炔加氫的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乙烯加氫的速度。在化學(xué)反應(yīng)中，不同催化劑對(duì)反應(yīng)中轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟óa(chǎn)物的比率也不同。如乙烯與氧可轉(zhuǎn)化成環(huán)氧乙烷，也可轉(zhuǎn)化成二氧化碳與水。使用優(yōu)良的銀催化劑可使環(huán)氧乙烷成為主要產(chǎn)物。

 

“通常改變化學(xué)反應(yīng)溫度、濃度、酸堿度等條件，可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行控制。我們所做的是特定條件的反應(yīng)控制�！焙钛堈f(shuō)，“簡(jiǎn)單說(shuō)，比如我們要研制一種新藥或設(shè)計(jì)一個(gè)有用的分子，假設(shè)在合成反應(yīng)中會(huì)出現(xiàn)兩種產(chǎn)物，A和B。如果我們想要的是A，B是有害或無(wú)用的副產(chǎn)品，我們就要通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的了解，對(duì)反應(yīng)進(jìn)行控制，定向地得到A或盡可能多地得到A。這就是我們的研究目的。”