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近日，武漢大學雷愛文團隊與中國科學院蘭州化學物理研究所何林團隊在非對稱脲合成領域取得重大突破。該研究成果以“Synchronous recognition of amines in oxidative carbonylation toward unsymmetrical ureas”為題于11月15日發表在國際頂尖學術期刊《Science》上。
非對稱脲是一類重要的化合物，廣泛應用于醫藥、農業及材料科學中。通過胺的反應來合成非對稱脲被認為是最有效的方法，但由于兩種胺的競爭反應性，高選擇性地合成非對稱脲具有挑戰性。至今為止，尚未有一種豐產金屬催化手段能在同一位點上高效高選擇性識別并安裝多種胺。
在研究中，借助國儀量子研制的電子順磁共振波譜儀等表征方法，武漢大學雷愛文團隊與中國科學院蘭州化物所何林團隊深入分析了銅鹽與胺間的電子轉移過程，并成功探測到反應過程中原位生成的銨自由基陽離子自由基及其與DMPO的捕獲自由基物種，為揭示銅離子對仲胺的自由基活化機理提供了關鍵性證據。結合鈷催化劑對伯胺的選擇性親核活化，團隊設計了“同步識別策略”，實現了1:1摩爾比兩種胺的高效羰基化反應，成功獲得高選擇性非對稱脲產物。
該成果為非對稱脲類化合物的工業化生產提供了新思路，有望在醫藥、農業等領域帶來廣泛應用。也充分展示了國儀量子電子順磁共振波譜儀的精準表征能力，為科研人員深入理解反應機理、開發創新性合成策略提供了有力支持。
此次成果的背后，還有一段國儀量子與武漢大學團隊攜手共進的故事。2021年10月，武漢大學化學與分子科學學院一臺進口電子順磁共振波譜儀突發故障，聯系廠家售后得知維修仍需長時間排期，給院內師生帶來了實驗上的困擾。當年12月，在院內老師邀請下，國儀量子工程師克服疫情因素，來到現場排查故障，迅速定位到問題在于磁體電源異常，立刻給出了解決方案并于當天完成了硬件維修、性能調試和標樣測試，使設備達到正常運行狀態。
院方在致國儀量子的感謝中寫道：“儀器故障期間，我院兩個月內無法使用該設備開展相關實驗，國儀量子提供的支援無異于一場“及時雨”，讓我院多項科研工作得以繼續開展。在此次儀器設備維修中，我們看到了國儀量子EPR團隊扎實可靠的技術，也感受到了國產高端科學儀器廠商的擔當精神。團隊響應快、能力強、效率高，實為科學儀器廠商之表率。”
2023年，武漢大學高等研究院光電納米催化與工業應用研究中心引入了國儀量子研制的電子順磁共振波譜儀，在團隊的研究中發揮重要作用。
這一成果的取得，與武漢大學雷愛文團隊在電子順磁共振技術領域的深入研究密不可分。在過去四個月里，雷愛文團隊連續在《Science》（2篇）、《Nature》及《Nature Chemistry》上發表了多篇高水平研究論文（本次成果也是第二篇發表在《Science》的與EPR應用研究相關的成果）。據了解，自2015年開始，武漢大學雷愛文團隊每年都會選派成員，參加由中國科學技術大學蘇吉虎教授牽頭舉辦的電子順磁共振波譜高級研討班，進行扎實的理論與實踐學習。
隨著國產電子順磁共振波譜儀持續取得突破，國儀量子不斷加大對專業人才隊伍的培養力度。國儀量子聯合中國科大、中科院自主研制科學儀器應用示范中心等核心學術與產業資源，打造“EPR高級研討班”“波譜校園行”“EPR應用分享交流會”三大課程體系，通過由淺入深的課程設置和理論與實踐相結合的培訓內容，全面推動多學科交叉的磁共振波譜學持續發展。
今年10月，國儀量子正式發布了全球首個AI電子順磁共振波譜儀，實現了該領域的重大突破。未來，隨著EPR技術的不斷進步和產品的持續創新，這一強大的科研利器必將助力更多科研團隊攻克技術難關，推動我國在化學、材料、生物等領域的原創性突破不斷涌現。國儀量子也將繼續秉持“為國造儀”的初心，為中國科技創新提供更全面、有力的支持。
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