改性溶剂可大幅提高氧化潜力

由弗莱堡大学无机和分析化学研究所分子和配位化学教授 Ingo Krossing 教授领导的科学家团队成功显著提高了正离子的氧化电位。

虽然这些正离子在传统溶剂和阴离子中的电位高达 +0.65 / +1.0 V vs. Fc +/0，但科学家们展示的电位高达 +1.50 / +1.52 V vs. Fc +/0。这是通过使用特别弱相互作用的溶剂和阴离子实现的，工作组专注于战略性和极性最大化的取代氟化苯衍生物。

这种新方法将来甚至可以在难以氧化的系统中实现氧化还原反应，或在电催化或氧化还原穿梭/介质领域实现全新的应用。该团队的研究成果已发表在《自然通讯》上。

与正离子的相互作用越弱，氧化的可能性就越强

Ag +和NO +正离子是广泛用于化学和材料研究的氧化剂，在适当的条件下，它们可以选择性地从基质中去除电子。

由于这些正离子非常小，且电荷密度高，它们与周围环境相互作用强烈。正是这种与环境(例如阴离子或溶剂)的强烈相互作用，导致这些正离子氧化的可能性大大降低。

为了最大限度地发挥溶解正离子的氧化能力，科学家使用了特别弱配位的阴离子(WCA)和溶剂。

工作组采用氟化苯衍生物作为溶剂。为了了解这类分子的特性，马克斯普朗克聚合物研究所的约翰内斯·亨格尔博士协助了这项研究，并确定了介电常数作为溶剂特性的极其重要的值。

这表明，特别是二重至四重氟化的芳香族化合物在这方面表现出比二氯甲烷或丙酮等传统溶剂更高的值。

虽然苯本身或单个氟化苯仍然与 Ag +和 NO +正离子发生强烈相互作用，但与所有其他氟原子的相互作用都会减弱。

“除了电化学测量之外，我们还利用单晶X射线衍射确定了溶剂和正离子化合物的固态结构，并能够证明氟化程度越高，相互作用就越弱，”合著者马尔特·塞林博士解释道。

克罗辛说：“这些几乎未受干扰的粒子及其高氧化潜力使得以前无法实现的反应成为可能。”

“这使得大量新的基础化学研究成为可能，甚至可能带来全新的应用。未来，我们将更好地了解分子在氧化状态下的行为——因为我们现在也可以生产和研究它们。”