金泽大学 由于溴分子极化导致的光谱峰值
学分:金泽大学 烷烃是天然气和石油的主要成分，仅由碳和氢原子组成
烷烃的碳氢键化学性质稳定，反应性低
为了基础化学科学和工业的发展，迫切需要能够使烷烃选择性官能化的技术，以将烷烃转化为化学产品如醇和溴代烷烃的有用原料
溴分子(Br2)广泛用于各种有机化合物的溴化，其中溴化反应通过自由基机理发生
为了获得不同于自由基机理的产物选择性，需要控制溴分子的电子态
氧化钒簇是一组具有各种结构的材料，有望用作功能材料
具有对应于一个卤原子大小的空穴的半球形氧化钒团簇显示出特殊的电荷分布，其中空穴周围带相对负电荷，而内部带相对正电荷
虽然这种化合物带有很大的负电荷，但它能稳定地容纳带有负电荷的化合物或空腔中带有官能团的化合物
教授
金泽大学的Yuji Kikukawa以前曾揭示，在空腔中存在其他化合物的情况下，半球形氧化钒团簇呈现凸起结构，而在空腔中没有化合物的情况下，该结构坍塌(Angewandte Chemie，国际版，2018，57，16051-16055)
在目前由普罗夫斯研究小组领导的研究中
金泽大学的菊川佑司和大正天皇·林与立命馆大学和高能加速器研究组织的科学家合作，发现溴分子可以稳定在半球形氧化钒团簇的空腔中
在红外光谱中，在185 cm-1处观察到源自捕获在空腔中的溴分子的偏振的吸收峰，尽管没有偏振的溴分子不会显示这样的峰
这是极化溴分子的首次光谱观测
通过分析在高能加速器研究组织(KEK)光子工厂进行的溴分子的扩展x光吸收精细结构测量，溴-溴距离为0
233纳米，略长于0
228纳米气相溴分子
通过在氧化钒簇的空腔中使用这种极化和活化的溴分子，戊烷的溴化以36∶64的比例产生2-溴戊烷和3-溴戊烷，这不同于在没有氧化钒簇的情况下进行溴化时的80∶20的比例，表明不同的选择性
此外，关于另一种产品，由非对映异构体组成的2，3-二溴戊烷，苏式异构体的比例高于溴分子单独与戊烷反应时的比例
此外，溴化可以用碳链较短的较小烷烃进行，如丁烷或丙烷
如上所述，发现捕获在氧化钒腔中的溴分子表现出不同于烷烃溴化反应的自由基机理的特异性
金属氧化物簇能够在保持其结构的同时进行氧化和还原
也可以与其他金属物质共轭，并用其他原子取代一些组成金属原子
因此，可以调节金属氧化物簇的特性
预计会有进一步的发展，例如通过控制空腔中的电荷分布使用这种原子尺寸空腔来活化小分子，以及通过控制分子级结构来生产高功能催化剂
还期望使用甲烷的选择性官能化反应可以通过改进调节电子状态的材料来实现，甲烷是高度惰性的，但是其有效的化学改性是非常理想的
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