6月25日,化学与化工学院第23期溪山化蕴大讲堂暨有机磷化学研究进展与产业应用学术活动在西校区励学楼235报告厅举行。北京大学化学学院张文雄教授应邀参加并作学术报告。

会上,张文雄教授围绕有机化学领域的前沿课题,系统介绍了其在有机磷化学方面的最新研究进展情况,重点探讨了绿色合成新策略及其在工业应用中的战略价值。
张文雄教授指出,有机磷化合物在化学发展史上具有举足轻重的地位,历史上至少有四次诺贝尔化学奖与其紧密相关。此外,有机磷在材料化学(如DOPR)、战略元素分离及药物研发(如瑞德西韦等抗病毒药物)中应用广泛。目前全球已有124个含磷药物获批上市,凸显了其巨大的科研与产业价值。

张文雄教授表示,传统工业制备有机磷化合物通常采用“白磷→氯化→三氯化磷→有机取代”的路线,该工艺会释放大量氯离子,造成严重的环境污染。目前国家标准规定水中氯离子排放限值为≤100 mg/L,而国际标准更为严苛(≤1.8 mg/L),现有工艺已难以满足环保与经济双重需求。张文雄教授团队提出了一种避开传统氯化步骤、直接利用白磷构建C-P键的新型无氯合成方法,旨在从源头解决污染问题。

对于白磷的稳定化与直接活化机制,张文雄教授在报告中提出了两种策略并展示了团队研究成果。一是稳定化策略:白磷(P₄)分子呈正四面体结构,具有高反应活性与空气敏感性。张文雄教授团队于2009年开发了分子笼封装技术,通过空间位阻限制氧气接触,成功将白磷在空气中的稳定期延长至四个月以上。二是双金属催化体系:基于双金属试剂(如铝基配合物),团队于2014年首次实现了白磷的直接高效转化。该反应具有近定量产率、低腐蚀性及优异的官能团兼容性。机理研究表明,反应通过协同断裂P-P键机制进行,打破了传统认知中“不可能发生”的反应壁垒。

在交流环节,贵州大学材料学院院长王细胜教授就技术落地与产业化前景与张文雄教授进行了深入讨论。针对新型合成工艺的特殊需求,与会人员探讨了定制专用反应设备(如特定类型的反应釜)的可行性,并建议先行申请采购相关仪器以开展验证实验。

讨论指出,目前手性磷化合物的不对称合成已取得显著进展,对映选择性(ee值)可达80%以上,具备较高的学术与应用价值。大家一致认为,该无氯合成路线具有显著的市场竞争力,提议成立专门公司或联合团队,推进技术的小批量试产与商品化销售,以期在光固化材料、农药及电子化学品等领域实现产业突破。

张文雄教授在本次交流活动不仅展示了有机磷化学在基础理论与合成方法学上的重大突破,更明确了绿色化学工艺在解决国家重大环境需求中的关键作用。通过北京大学与贵州大学的深度对话,双方在技术转化,设备研发及人才培养等方面达成了多项共识,为后续开展实质性产学研合作奠定了坚实基础。
文字:陈 卓
图片:魏一凡
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