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7月3日，上海科技大學(xué)物質(zhì)學(xué)院2017級(jí)研究生鄧宇超以共同第一作者身份，在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（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?？萍即髮W(xué)物質(zhì)學(xué)院繼今年4月《自然》（Nature）、5月《科學(xué)》（Science）之后的又一項(xiàng)頂尖科研進(jìn)展。

鄧宇超同學(xué)是上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)學(xué)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(guò)國(guó)家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生聯(lián)合培養(yǎng)博士項(xiàng)目，前往荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)訪學(xué)。該合作研究成果聚焦了在可見(jiàn)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(xué)連續(xù)流動(dòng)方法的溫和條件，不僅安全，更具有環(huán)保、高效、廉價(jià)的特點(diǎn)，為未來(lái)的工業(yè)化充分利用該資源帶來(lái)了新的思路。

氣態(tài)烴的直接活化是化學(xué)界的一項(xiàng)長(zhǎng)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(bào)道了一種通用且溫和的方法，該方法是在室溫下使用廉價(jià)的鎢鹽作為光催化劑，通過(guò)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(jiàn)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?xì)滏I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(fù)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(duì)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(dòng)反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性。

有機(jī)合成中最具挑戰(zhàn)性的反應(yīng)之一是對(duì)C(sp³)–H鍵的選擇性功能化。在過(guò)去的幾十年中，將低碳烷烴轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品一直是合成界的主要目標(biāo)，但迄今為止成效有限。氣態(tài)烷烴的活化困難是因?yàn)椋╥）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(lái)了技術(shù)挑戰(zhàn)。這種基于光化學(xué)連續(xù)流動(dòng)方法的溫和條件，其安全功能性以及可擴(kuò)展性證明了在使用氣態(tài)原料化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行C-H功能化應(yīng)用中具有實(shí)際實(shí)用性和擴(kuò)大工藝規(guī)模的可能性。同時(shí)，基于原料資源豐富，反應(yīng)簡(jiǎn)化環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，這項(xiàng)轉(zhuǎn)化的開(kāi)發(fā)凸顯了可持續(xù)發(fā)展意義和未來(lái)工業(yè)化應(yīng)用的價(jià)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(lái)，物質(zhì)學(xué)院累計(jì)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(xué)術(shù)論文。物質(zhì)學(xué)院始終秉承學(xué)?！翱蒲兄谐砷L(zhǎng)”的研究生培養(yǎng)規(guī)律，深入貫徹科教融合的育人理念。

學(xué)院依托上?？萍即髮W(xué)的體制機(jī)制優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持“國(guó)際化、高標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)實(shí)踐”的研究生培養(yǎng)原則，制定“目標(biāo)驅(qū)動(dòng)、能力培養(yǎng)和質(zhì)量導(dǎo)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(xué)習(xí)、博士資格考試、學(xué)位論文審核等多級(jí)選拔、分流淘汰的質(zhì)量保障體系；加強(qiáng)與中國(guó)科學(xué)院以及各科研單位的合作，推動(dòng)研究生深入第一線科研實(shí)踐，同時(shí)鼓勵(lì)項(xiàng)目合作，組織學(xué)術(shù)交流，利用天然優(yōu)勢(shì)打造科教無(wú)縫銜接的鮮明特色；緊密?chē)@國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型發(fā)展和上?？苿?chuàng)中心建設(shè)需求，將學(xué)科建設(shè)、科研項(xiàng)目、人才培養(yǎng)等工作緊密結(jié)合，打造為國(guó)所需、德才兼?zhèn)?、勇于開(kāi)拓的緊缺人才，為服務(wù)國(guó)家科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略做出上科大人的貢獻(xiàn)。

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

【研究生風(fēng)采】

鄧宇超

2017級(jí)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(shí)也是上科大招收的第二級(jí)碩博連讀生。鄧宇超同學(xué)于2014年秋入學(xué)，常感慨自己是上科大的老生了，她說(shuō)：“從2014年秋入學(xué)，到現(xiàn)在已經(jīng)有五個(gè)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(xué)理念、教學(xué)方式，還是豐富多彩的活動(dòng)都很吸引我，也經(jīng)常會(huì)常常偷偷羨慕有幸在本科階段就入學(xué)的同學(xué)，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(xué)理念和科研團(tuán)隊(duì)，我的導(dǎo)師孫予罕老師是C1化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人。十分幸運(yùn)能夠在這樣一個(gè)高水準(zhǔn)的平臺(tái)上開(kāi)始我的研究生涯。感謝上?？萍即髮W(xué)和孫予罕老師支持和鼓勵(lì)我申請(qǐng)國(guó)家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生聯(lián)合培養(yǎng)博士項(xiàng)目。此次我們這項(xiàng)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(xué)畢業(yè)時(shí)的迷惘到現(xiàn)在的越來(lái)越喜歡自己，感謝上科大和高研院老師們?cè)谶^(guò)去的幾年中對(duì)我學(xué)習(xí)和生活上的關(guān)懷。作為高年級(jí)博士生，我想說(shuō)，選擇了就靜下心慢慢走，科研工作枯燥無(wú)聊的時(shí)候多，實(shí)驗(yàn)嘗試失敗時(shí)候多，但當(dāng)你獲得成功時(shí)，那種喜悅是無(wú)可替代的。加油，明天也是學(xué)習(xí)的一天！”

【導(dǎo)師寄語(yǔ)】

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

【上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院簡(jiǎn)介】

上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（School of Physical Science and Technology）秉承上?？萍即髮W(xué) “服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”的辦學(xué)使命，旨在啟發(fā)、教育和培養(yǎng)物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新人才，并成為具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的原創(chuàng)性科研機(jī)構(gòu)。物質(zhì)學(xué)院圍繞材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域進(jìn)行科研部署，旨在解決我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的核心科學(xué)問(wèn)題。學(xué)院下設(shè)光子科學(xué)與凝聚態(tài)物理、系統(tǒng)材料學(xué)、化學(xué)與物理生物學(xué)、大科學(xué)平臺(tái)發(fā)展四個(gè)研究部，并擁有分析測(cè)試中心、電鏡中心，軟物質(zhì)微納加工實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械加工中心等科研平臺(tái)。

物質(zhì)學(xué)院依托上?？萍即髮W(xué)的體制機(jī)制優(yōu)勢(shì)，與13家中科院科研院所進(jìn)行科教融合培養(yǎng)學(xué)生并合作科研，在超強(qiáng)超短激光、量子電子學(xué)、低碳能源等領(lǐng)域建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，物質(zhì)學(xué)院是上?？苿?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(qiáng)超短激光、上海光源二期、活細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能成像等大科學(xué)裝置，這些已成為發(fā)達(dá)國(guó)家爭(zhēng)奪21世紀(jì)科技至高點(diǎn)的先進(jìn)科研設(shè)施。學(xué)院也依托這些平臺(tái)打造了一流的教學(xué)培養(yǎng)和科學(xué)研究環(huán)境。同時(shí)，學(xué)院積極踐行教學(xué)與科研并重的理念，以“國(guó)際化、高標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)實(shí)踐”為特色，探索獨(dú)特的人才培養(yǎng)道路，成為新一代創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的搖籃。