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7月3日，上?？萍即髮W物質(zhì)學院2017級研究生鄧宇超以共同第一作者身份，在國際知名學術(shù)期刊《科學》（Science）上在線發(fā)表了題為“C(sp³)–H functionalizations of light hydrocarbons using decatungstate photocatalysis in flow”的科研成果。這是上海科技大學物質(zhì)學院繼今年4月《自然》（Nature）、5月《科學》（Science）之后的又一項頂尖科研進展。

鄧宇超同學是上?？萍即髮W物質(zhì)學院與中科院上海高等研究院孫予罕教授課題組聯(lián)合培養(yǎng)研究生，并通過國家建設(shè)高水平大學公派研究生聯(lián)合培養(yǎng)博士項目，前往荷蘭埃因霍溫理工大學訪學。該合作研究成果聚焦了在可見光催化低碳鏈烷烴C(sp³)–H鍵活化研究，提供了以低成本的催化劑、起始原料以及溫和的反應(yīng)條件，直接活化氣態(tài)烴的新型解決方案。這種基于光化學連續(xù)流動方法的溫和條件，不僅安全，更具有環(huán)保、高效、廉價的特點，為未來的工業(yè)化充分利用該資源帶來了新的思路。

氣態(tài)烴的直接活化是化學界的一項長期挑戰(zhàn)， 由于這些化合物的固有惰性，通常需要苛刻的反應(yīng)條件才能裂解C(sp3)–H鍵。本文報道了一種通用且溫和的方法，該方法是在室溫下使用廉價的鎢鹽作為光催化劑，通過氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）活化甲烷、乙烷、丙烷和異丁烷中的C(sp³)–H鍵。

金屬鎢的(Bu₄N)₄[W₁₀O₃₂]鹽（TBADT）是一種常見的氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）金屬催化劑（由鎢酸鈉一步反應(yīng)制備），它能夠攫取惰性碳氫鍵的氫原子產(chǎn)生烷基自由基，相應(yīng)的以碳為中心的自由基可以被多種邁克爾受體有效地捕獲，可以得到高分離產(chǎn)率和高選擇性的相應(yīng)的加氫烷基化加合物。甲烷和乙烷可以在高壓和催化劑高負載的條件下與高反應(yīng)性（缺電子）的烯烴作為邁克爾受體反應(yīng)。另外，光催化體系對異丁烷（96:4）和丙烷（84:16）表現(xiàn)出很高的區(qū)域選擇性，突出了正確連續(xù)流動反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計的重要性。

有機合成中最具挑戰(zhàn)性的反應(yīng)之一是對C(sp³)–H鍵的選擇性功能化。在過去的幾十年中，將低碳烷烴轉(zhuǎn)化為高附加值化學品一直是合成界的主要目標，但迄今為止成效有限。氣態(tài)烷烴的活化困難是因為（i）氣態(tài)烷烴的BDE值較高，使其活化極具挑戰(zhàn)性；（ii）這些烷烴的氣態(tài)性質(zhì)使其與光催化劑接觸帶來了技術(shù)挑戰(zhàn)。這種基于光化學連續(xù)流動方法的溫和條件，其安全功能性以及可擴展性證明了在使用氣態(tài)原料化學物質(zhì)進行C-H功能化應(yīng)用中具有實際實用性和擴大工藝規(guī)模的可能性。同時，基于原料資源豐富，反應(yīng)簡化環(huán)保等優(yōu)點，這項轉(zhuǎn)化的開發(fā)凸顯了可持續(xù)發(fā)展意義和未來工業(yè)化應(yīng)用的價值。

Decatungstate enables the direct C(sp³)–H activation of light hydrocarbons. （TBADT直接活化氣態(tài)烷烴C(sp³)–H鍵）

自2013年以來，物質(zhì)學院累計招收研究生1000余名，畢業(yè)近300名，研究生以第一作者身份發(fā)表了433篇論文，包括3篇Science、1篇Nature、多篇JACS、PRL等高水平學術(shù)論文。物質(zhì)學院始終秉承學校“科研中成長”的研究生培養(yǎng)規(guī)律，深入貫徹科教融合的育人理念。

學院依托上?？萍即髮W的體制機制優(yōu)勢，堅持“國際化、高標準、強實踐”的研究生培養(yǎng)原則，制定“目標驅(qū)動、能力培養(yǎng)和質(zhì)量導向”的本碩博一體化的課程體系，建立并不斷優(yōu)化從招生選拔、課程學習、博士資格考試、學位論文審核等多級選拔、分流淘汰的質(zhì)量保障體系；加強與中國科學院以及各科研單位的合作，推動研究生深入第一線科研實踐，同時鼓勵項目合作，組織學術(shù)交流，利用天然優(yōu)勢打造科教無縫銜接的鮮明特色；緊密圍繞國家創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)型發(fā)展和上?？苿?chuàng)中心建設(shè)需求，將學科建設(shè)、科研項目、人才培養(yǎng)等工作緊密結(jié)合，打造為國所需、德才兼?zhèn)?、勇于開拓的緊缺人才，為服務(wù)國家科技強國戰(zhàn)略做出上科大人的貢獻。

文章鏈接：https://science.sciencemag.org/content/369/6499/92

【研究生風采】

鄧宇超

2017級聯(lián)合培養(yǎng)研究生

作為上科大與上海高等研究院的聯(lián)合培養(yǎng)研究生，同時也是上科大招收的第二級碩博連讀生。鄧宇超同學于2014年秋入學，常感慨自己是上科大的老生了，她說：“從2014年秋入學，到現(xiàn)在已經(jīng)有五個年頭了。我非常喜歡上科大，這是一所年輕的高校，不管是教學理念、教學方式，還是豐富多彩的活動都很吸引我，也經(jīng)常會常常偷偷羨慕有幸在本科階段就入學的同學，默默地感慨自己出生得太早了。上科大位于張江高科技園區(qū)，校園雖然年輕，但是卻擁有著世界一流水平高校的教學理念和科研團隊，我的導師孫予罕老師是C1化學領(lǐng)域的學術(shù)帶頭人。十分幸運能夠在這樣一個高水準的平臺上開始我的研究生涯。感謝上海科技大學和孫予罕老師支持和鼓勵我申請國家建設(shè)高水平大學公派研究生聯(lián)合培養(yǎng)博士項目。此次我們這項成果能夠在《Science》上發(fā)表，非常感謝孫老師和No?l副教授的傾力合作。從大學畢業(yè)時的迷惘到現(xiàn)在的越來越喜歡自己，感謝上科大和高研院老師們在過去的幾年中對我學習和生活上的關(guān)懷。作為高年級博士生，我想說，選擇了就靜下心慢慢走，科研工作枯燥無聊的時候多，實驗嘗試失敗時候多，但當你獲得成功時，那種喜悅是無可替代的。加油，明天也是學習的一天！”

【導師寄語】

中科院上海高等研究院孫予罕教授

（上科大特聘教授）

很贊賞上科大開放的科教融合與學生培養(yǎng)模式，也很高興鄧宇超同學取得的突出成績?？茖W研究就是不斷的探索、創(chuàng)造與發(fā)展。無論是從事的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究還是開發(fā)研究，同學們唯有能靜下心來，抓住問題的本質(zhì)，拓寬自己的視野，才能夠挑戰(zhàn)和探索未知。國際化的科教融合恰好提供了這樣一個環(huán)境，也使得善于思考、勤奮努力的鄧宇超同學在甲烷直接催化利用這個難題上向前邁進了一步。

【上?？萍即髮W物質(zhì)科學與技術(shù)學院簡介】

上?？萍即髮W物質(zhì)科學與技術(shù)學院（School of Physical Science and Technology）秉承上?？萍即髮W “服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”的辦學使命，旨在啟發(fā)、教育和培養(yǎng)物質(zhì)科學領(lǐng)域的創(chuàng)新人才，并成為具備國際競爭力的原創(chuàng)性科研機構(gòu)。物質(zhì)學院圍繞材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域進行科研部署，旨在解決我國長遠發(fā)展的核心科學問題。學院下設(shè)光子科學與凝聚態(tài)物理、系統(tǒng)材料學、化學與物理生物學、大科學平臺發(fā)展四個研究部，并擁有分析測試中心、電鏡中心，軟物質(zhì)微納加工實驗室、機械加工中心等科研平臺。

物質(zhì)學院依托上?？萍即髮W的體制機制優(yōu)勢，與13家中科院科研院所進行科教融合培養(yǎng)學生并合作科研，在超強超短激光、量子電子學、低碳能源等領(lǐng)域建立了長期穩(wěn)定的合作網(wǎng)絡(luò)。同時，物質(zhì)學院是上海科創(chuàng)中心建設(shè)的重要力量，牽頭或參與建設(shè)硬X射線自由電子激光、軟X射線自由電子激光、超強超短激光、上海光源二期、活細胞結(jié)構(gòu)和功能成像等大科學裝置，這些已成為發(fā)達國家爭奪21世紀科技至高點的先進科研設(shè)施。學院也依托這些平臺打造了一流的教學培養(yǎng)和科學研究環(huán)境。同時，學院積極踐行教學與科研并重的理念，以“國際化、高標準、強實踐”為特色，探索獨特的人才培養(yǎng)道路，成為新一代創(chuàng)新型、復合型人才的搖籃。