新華社合肥7月9日電（記者戴威）近日，中國科學技術大學精準智能化學全國重點實驗室徐銅文教授、汪耀明特任教授和李震宇教授團隊聯(lián)合攻關，在氘代化學品制備領域取得突破性進展。研究團隊創(chuàng)新性地利用雙極膜實現(xiàn)重水高效解離，發(fā)現(xiàn)了核量子效應導致膜層內(nèi)氘離子遷移速率反超氫離子的現(xiàn)象，顛覆了長期以來“重水解離速率比水慢”的傳統(tǒng)認知，并成功開發(fā)出低成本制備氘代酸堿的新技術。7月9日，該研究成果在線發(fā)表于《自然》。
氘代酸和氘代堿是合成氘代藥物、進行氫/氘交換反應的關鍵原料，同時對有機發(fā)光二極管器件壽命提升具有重要作用。然而，當前氘代酸堿的生產(chǎn)普遍存在工藝復雜、反應條件苛刻、產(chǎn)物純化困難、過程能耗高等瓶頸。
此次研究以廉價的無機鹽和重水為原料，在室溫條件下利用雙極膜解離重水，一步生成高濃度的氘代酸和氘代堿，大幅降低了生產(chǎn)成本，有望為下游眾多氘代化學品提供經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的氘代酸堿原料。
基于此原理，研究團隊成功將技術拓展至多種體系，實現(xiàn)了包括氘代硫酸、氘代鹽酸、氟化氘等一系列氘代酸堿試劑的高效制備。以該雙極膜重水解離技術為核心的氘代酸堿制備平臺，平均生產(chǎn)成本僅為傳統(tǒng)工藝的五分之一。整個生產(chǎn)過程無需使用強腐蝕性試劑或重金屬催化劑，排放趨近于零，環(huán)境友好特性突出。目前，該技術已成功完成3噸/年氘代酸堿的中試放大，為其工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)奠定了堅實基礎。
