Harnessing the High Interfacial Electric Fields on Water Microdroplets to Accelerate Menshutkin Reactions

化学 电场 位阻效应 亲核细胞 催化作用 反应速率 化学物理 化学反应 溶剂 分子动力学 反应动力学 计算化学 纳米技术 分子 有机化学 物理 材料科学 量子力学
作者
Zhexuan Song,Chiyu Liang,Ke Gong,Supin Zhao,Yuan Xu,Xinxing Zhang,Jing Xie
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (48): 26003-26008 被引量:80
标识
DOI:10.1021/jacs.3c11650
摘要

Even though it is still an emerging field, the application of a high external electric field (EEF) as a green and efficient catalyst in synthetic chemistry has recently received significant attention for the ability to deliver remarkable control of reaction selectivity and acceleration of reaction rates. Here, we extend the application of the EEF to Menshutkin reactions by taking advantage of the spontaneous high electric field at the air-water interfaces of sprayed water microdroplets. Experimentally, a series of Menshutkin reactions were accelerated by 7 orders of magnitude. Theoretically, both density functional theory calculations and ab initio molecular dynamics simulations predict that the reaction barrier decreases significantly in the presence of oriented external electric fields, thereby supporting the notion that the electric fields in the water droplets are responsible for the catalysis. In addition, the ordered solvent and reactant molecules oriented by the electric field alleviate the steric effect of solvents and increase the successful collision rates, thus facilitating faster nucleophilic attack. The success of Menshutkin reactions in this study showcases the great potential of microdroplet chemistry for green synthesis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
li发布了新的文献求助10
刚刚
lavender发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
aoliao完成签到,获得积分10
1秒前
sqc发布了新的文献求助10
1秒前
lvbowen发布了新的文献求助10
1秒前
想吃泡粉完成签到,获得积分10
1秒前
霸气以松完成签到 ,获得积分10
1秒前
田様应助青夏采纳,获得10
1秒前
铁盐君完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
cssfsa发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
粟梦离完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
科研通AI6.2应助浮生采纳,获得10
4秒前
Ava应助xuhang采纳,获得10
4秒前
5秒前
打打应助尚可采纳,获得10
5秒前
5秒前
yellow发布了新的文献求助10
5秒前
达乐发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
duanzhuang完成签到,获得积分10
6秒前
1111完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
儒雅的小玉完成签到 ,获得积分10
6秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
6秒前
yudandan@CJLU发布了新的文献求助10
6秒前
zhang发布了新的文献求助10
6秒前
仲滋滋发布了新的文献求助20
6秒前
meteor完成签到,获得积分10
6秒前
佳佳佳完成签到,获得积分10
7秒前
九星完成签到 ,获得积分10
7秒前
ertredffg发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
南吕十八发布了新的文献求助30
7秒前
8秒前
林勇德完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 1600
Treatment response-adapted risk index model for survival prediction and adjuvant chemotherapy selection in nonmetastatic nasopharyngeal carcinoma 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
Current concept for improving treatment of prostate cancer based on combination of LH-RH agonists with other agents 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6189627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8017162
关于积分的说明 16679984
捐赠科研通 5286886
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2817878
邀请新用户注册赠送积分活动 1797490
关于科研通互助平台的介绍 1661505