名古屋大學研究學院理學研究科的伊藤英人副教授、博士生遠山祥史等人成功開發出了利用機械化學反應的新型芳香環連接法——伯奇（Birch）還原芳基化反應。相關研究成果已發表在《Nature Communications》上。
圖1 伯奇（Birch）還原芳基化反應概要（供圖：名古屋大學）
多環芳烴化合物（PAH）作為奈米石墨烯的合成前驅物以及有機電子材料的重要基本骨架，是一類具有實用價值的分子群。通常PAH非常穩定難以直接轉化，因此在奈米石墨烯合成等過程中，需要先製備官能基化PAH，再通過交叉偶合反應等逐步連接芳香環。此外，受限於PAH在有機溶劑中的低溶解性和反應效率，可合成的官能基化PAH種類也較為有限。
研究團隊利用金屬鋰、PAH與芳香族氟化合物，通過球磨機對固態反應劑進行機械粉碎混合攪拌的機械化學反應，成功開發出了一種前所未有的芳香環連接反應（伯奇還原芳基化）。
這種反應無需使用有機溶劑來溶解化合物，可在空氣中、室溫條件下短時間內完成。可直接使用不帶官能基的蒽、芘、熒蒽、苯並三菲、稠五苯等通常不具備反應活性的PAH。同時還成功實現了在PAH上一次性連接1至4個芳香環，並在一個反應容器中完成從小型PAH到大型奈米石墨烯的合成。
伯奇還原、伯奇還原官能基化是基於1944年發現的芳香環轉化反應，但關於伯奇芳基化反應，過去80餘年間一直未被開發，長期以來教科書均稱其「無法進行」。此次的研究成果不僅可作為能在空氣中快速進行的新型芳香環連接反應，還作為僅使用極少量有機溶劑的環境友好型固體有機合成法，展現出極具突破性的應用前景。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature Communications
論文：Birch Reductive Arylation by Mechanochemical Anionic
Activation of Polycyclic Aromatic Compounds
DOI：10.1038/s41467-025-60318-y
