近日，鄭州大學化學學院與澳大利亞國立大學化學研究學院合作發現了中繼的質子協同電子轉移（Relayed Proton-Coupled Electron Transfer）機制，部分研究成果以題為“Diradical Generation via Relayed Proton-Coupled Electron Transfer”的論文發表在化學類頂級期刊Journal of the American Chemical Society上。鄭州大學化學學院2019級博士研究生師遷遷為第一作者，魏東輝教授、Michelle L. Coote教授和藍宇教授為論文的共同通訊作者。

近年來，發展自由基反應新策略已成為合成化學領域最熱門的研究方向之一。然而，單電子究竟如何轉移并導致自由基產生的機制一直是困擾化學家們理解自由基反應本質的一類難題。在此，他們提出并驗證了一種名為中繼的質子協同電子轉移的雙自由基生成機制，并通過反應路徑跟蹤發現電子給體（Donor）的一對電子可以在去質子化的同時分裂成兩個單電子，一個繼續保留在原來的分子軌道，另一個則會通過分子軌道重疊作用轉移到氧化劑（即電子受體，Acceptor）上。自旋分布分析進一步證實了單電子轉移在質子轉移的同時發生，由閉竅非自由基底物生成了雙自由基。更多的模型研究證明中繼的質子協同電子轉移機制可能廣泛地存在于不同的反應體系。該理論研究工作不僅有助于人們理解自由基產生的詳細過程，還為設計自由基反應新策略提供了有價值的理論參考。

該研究受到國家自然科學基金、河南省優秀青年自然科學基金、河南省高等學校青年骨干教師培養計劃、111工程、澳大利亞研究委員會獲獎者獎學金等項目的支持。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12360