在近期出版的《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上，约翰内斯·泰歇特教授（开姆尼茨工业大学有机化学系）的研究团队与法比安·迪尔曼教授（因斯布鲁克大学无机化学系）的研究团队合作，发表了关于一种新型双功能铜催化剂的研究成果。这种新型铜基双功能催化剂分子由两个亚基组成，能够催化其他化合物的氢化反应，从而活化并转移分子氢（H₂）。
“从原理上讲，铜催化剂可以活化氢气——我们研究小组已经对这类反应进行了相当长时间的研究。然而，这通常需要高压氢气，因此必须使用高压反应釜（高压釜）。这显然不切实际。现在我们发现，第二个具有催化活性的单元——亚胺吡啶——可以增强铜催化剂的活性，起到助推器的作用，使得反应在1巴的低氢气压力下即可进行。这使得该方法更易于在实验室中应用，”Teichert 报告说。该团队采用的是具有两个不同反应中心的通用催化剂设计。
这种新型催化剂展现出极高的反应活性，甚至能够高效转化分子中原本不活泼的官能团。这些所谓的烯酰胺类化合物，正是由于其反应活性极低，才常常成为生物活性物质的结构组成部分。这种新型铜催化剂首次实现了对这些此前被认为不活泼的官能团进行直接氢化。这可用于进一步修饰药物分子。本研究表明，大量常用药物分子均可通过这种方式进行转化。“原则上，如果用氘（即重氢）代替氢，该策略除了能够对已知药物进行简单的多样化修饰外，还可用于同位素标记。这对于研究生物过程，尤其是药物降解研究具有重要意义。”Teichert说道。
这项研究是跨境合作的成果。“原则上，这是一个典型的分子联合研究案例：两种催化剂组分分别来自开姆尼茨工业大学和因斯布鲁克大学，”泰歇特说道，“我们没想到这种混合催化剂的活性会如此之高。”这项研究成果为该国际研究团队的后续研究项目奠定了基础，例如在泰歇特领导的欧盟研究网络CATALOOP框架内开展的研究。这位化学教授表示，他们尤其会进一步发展上述标记实验。
原始出版物
Mahadeb Gorai、Jonas H. Franzen、Philipp Rotering、Tobias Rüffer、Fabian Dielmann、Johannes F. Teichert。“双功能亚胺吡啶配体介导的铜(I)催化炔烃半氢化和α,β-不饱和酰胺氢化反应的广泛应用”。《美国化学会志》。2025年4月16日。
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