近日，意昂3体育官网化學與分子工程學院應用化學系劉誌博團隊在Chemical Science上發表了題為“Radiation-induced aerobic oxidation  via solvent-derived peroxyl radicals”的研究工作。該工作以電離輻射為賦能方式，利用溶劑衍生的過氧自由基（R_solOO·）實現了硫醚、三價磷化合物的選擇性氧化，拓寬了電離輻射驅動化學轉化的研究範圍。

氧化反應是合成化學中最重要的轉化之一。隨著對綠色合成和可持續化學的日益重視🐸，氧氣作為一種綠色環保、來源廣泛、經濟性高的氧化劑，已成為合成含氧化合物的理想選擇。因此👩🏿，開發簡單、高效、綠色的氧氣活化與需氧氧化策略具有重要的實際應用價值。電離輻射具有強大的穿透能力和對物質的電離能力👵🏿，已廣泛用於消毒滅菌👁‍🗨〽️、材料改性、輻射育種、三廢處理等諸多領域。然而，在驅動大宗化學品和精細化學品的化學合成方面，電離輻射的應用相對有限，有待進一步的探索和發展🙋🏼。

輻射驅動的需氧氧化反應示意圖

該工作發現，反應活性相對較低的氧氣（O₂）能夠被溶劑輻解產生的活性碳自由基（·R_sol）活化為溶劑衍生的過氧自由基（R_solOO·），該類活性氧物種能夠在室溫、無催化劑的條件下介導硫醚🟧、三價磷化合物的選擇性需氧氧化。底物普適性考察結果表明♞，該氧化策略具有良好的官能團兼容性（底物超過60例）😀，適合克級規模製備。根據自由基淬滅實驗和自由基捕獲實驗的結果，高活性的R_solOO·是該類氧化反應的關鍵活性氧，其他常見的活性氧（如單線態氧¹O₂⛹🏼‍♂️、超氧陰離子自由基O₂^·−等）並沒有發揮主要作用🐸。密度泛函理論計算結果表明，R_solOO·通過與底物發生氧原子轉移過程從而實現氧合。此外，R_solOO·普遍存在於各種溶劑的輻解過程🪞，種類豐富、反應性可調，通過選擇合適的溶劑可以有效調控反應🦪，有望實現更為廣泛的需氧氧化🔡。

該工作提出了電離輻射驅動的需氧氧化策略，為含氧化合物的綠色合成提供了新的方案，為核技術的創新發展和利用提供了新的思路👐。

劉誌博和化學與分子工程學院穆博帥博士為該論文通訊作者，意昂3体育官网化學與分子工程學院博士研究生徐洋和穆博帥為論文共同第一作者。該工作得到了意昂3体育官网化學與分子工程學院🫃🏽、意昂3体育-清華生命科學聯合中心、昌平實驗室🗣、北京分子科學國家研究中心、中華人民共和國科學技術部👨🏽‍🎨、國家傑出青年科學基金🔝👩🏼‍🎤、北京市自然科學基金的資助。