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近日，武汉大学雷爱文团队与中国科学院兰州化学物理研究所何林团队在非对称脲合成领域取得重大突破。该研究成果以“Synchronous recognition of amines in oxidative carbonylation toward unsymmetrical ureas”为题于11月15日发表在国际顶尖学术期刊《Science》上。
非对称脲是一类重要的化合物，广泛应用于医药、农业及材料科学中。通过胺的反应来合成非对称脲被认为是最有效的方法，但由于两种胺的竞争反应性，高选择性地合成非对称脲具有挑战性。至今为止，尚未有一种丰产金属催化手段能在同一位点上高效高选择性识别并安装多种胺。
在研究中，借助国仪量子研制的电子顺磁共振波谱仪等表征方法，武汉大学雷爱文团队与中国科学院兰州化物所何林团队深入分析了铜盐与胺间的电子转移过程，并成功探测到反应过程中原位生成的铵自由基阳离子自由基及其与DMPO的捕获自由基物种，为揭示铜离子对仲胺的自由基活化机理提供了关键性证据。结合钴催化剂对伯胺的选择性亲核活化，团队设计了“同步识别策略”，实现了1:1摩尔比两种胺的高效羰基化反应，成功获得高选择性非对称脲产物。
该成果为非对称脲类化合物的工业化生产提供了新思路，有望在医药、农业等领域带来广泛应用。也充分展示了国仪量子电子顺磁共振波谱仪的精准表征能力，为科研人员深入理解反应机理、开发创新性合成策略提供了有力支持。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0149
此次成果的背后，还有一段国仪量子与武汉大学团队携手共进的故事。2021年10月，武汉大学化学与分子科学学院一台进口电子顺磁共振波谱仪突发故障，联系厂家售后得知维修仍需长时间排期，给院内师生带来了实验上的困扰。当年12月，在院内老师邀请下，国仪量子工程师克服疫情因素，来到现场排查故障，迅速定位到问题在于磁体电源异常，立刻给出了解决方案并于当天完成了硬件维修、性能调试和标样测试，使设备达到正常运行状态。
院方在致国仪量子的感谢中写道：“仪器故障期间，我院两个月内无法使用该设备开展相关实验，国仪量子提供的支援无异于一场“及时雨”，让我院多项科研工作得以继续开展。在此次仪器设备维修中，我们看到了国仪量子EPR团队扎实可靠的技术，也感受到了国产高端科学仪器厂商的担当精神。团队响应快、能力强、效率高，实为科学仪器厂商之表率。”
2023年，武汉大学高等研究院光电纳米催化与工业应用研究中心引入了国仪量子研制的电子顺磁共振波谱仪，在团队的研究中发挥重要作用。
这一成果的取得，与武汉大学雷爱文团队在电子顺磁共振技术领域的深入研究密不可分。在过去四个月里，雷爱文团队连续在《Science》（2篇）、《Nature》及《Nature Chemistry》上发表了多篇高水平研究论文（本次成果也是第二篇发表在《Science》的与EPR应用研究相关的成果）。据了解，自2015年开始，武汉大学雷爱文团队每年都会选派成员，参加由中国科学技术大学苏吉虎教授牵头举办的电子顺磁共振波谱高级研讨班，进行扎实的理论与实践学习。
随着国产电子顺磁共振波谱仪持续取得突破，国仪量子不断加大对专业人才队伍的培养力度。国仪量子联合中国科大、中科院自主研制科学仪器应用示范中心等核心学术与产业资源，打造“EPR高级研讨班”“波谱校园行”“EPR应用分享交流会”三大课程体系，通过由浅入深的课程设置和理论与实践相结合的培训内容，全方位推动多学科交叉的磁共振波谱学持续发展。
今年10月，国仪量子正式发布了全球首个AI电子顺磁共振波谱仪，实现了该领域的重大突破。未来，随着EPR技术的不断进步和产品的持续创新，这一强大的科研利器必将助力更多科研团队攻克技术难关，推动我国在化学、材料、生物等领域的原创性突破不断涌现。国仪量子也将继续秉持“为国造仪”的初心，为中国科技创新提供更全面、有力的支持。
