北京高壓科學(xué)研究中心在高壓下合成石墨烷

　　北京高壓科學(xué)研究中心李闊、鄭海燕課題組通過(guò)對(duì)苯—六氟苯1：1共晶進(jìn)行壓力誘導(dǎo)聚合反應(yīng)，得到了短程有序的氟代石墨烷結(jié)構(gòu)，并對(duì)其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究。相關(guān)成果日前發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。

　　研究人員綜合利用世界上多臺(tái)高壓中子衍射儀，精確測(cè)定了苯—六氟苯共晶在臨界反應(yīng)壓力(20萬(wàn)個(gè)大氣壓)下的晶體結(jié)構(gòu)，并指出了反應(yīng)的臨界距離。他們綜合利用表征手段并結(jié)合理論計(jì)算，詳細(xì)分析了反應(yīng)產(chǎn)物的短程及長(zhǎng)程結(jié)構(gòu)，并對(duì)反應(yīng)的中間體進(jìn)行了分離及測(cè)定，提出以狄爾斯—阿爾德加成反應(yīng)為主的反應(yīng)機(jī)理。

　　研究發(fā)現(xiàn)，共晶中苯與六氟苯交替堆積，在高壓下相互靠近至足夠近的距離，發(fā)生連續(xù)狄爾斯—阿爾德加成，生成帶狀的加成產(chǎn)物。相鄰帶之間拼接在一起，脫去碳、氫、氟小分子的化合物，生成氫、氟1：1有序取代的氟代III型石墨烷。

　　該研究首次為芳香族分子在極端條件下的基元反應(yīng)提供了實(shí)驗(yàn)上的證據(jù)，并且詳盡描述了在極端條件下的反應(yīng)過(guò)程，為理解設(shè)計(jì)高壓化學(xué)反應(yīng)提供了重要參考，同時(shí)證明，通過(guò)調(diào)控芳香化合物的取代基可得到多樣的sp3雜化的碳骨架結(jié)構(gòu)。