陕西科研团队“捕获”化学反应中间产物

5月24日，记者从西安石油大学获悉：该校科研团队开发出一种操作简便、成本低廉的电化学—质谱反应装置，用于实时监测电化学反应中转瞬即逝的化学反应中间产物。基于该装置，科研团队成功“捕获”了半衰期介于微秒级（1微秒等于百万分之一秒）至秒级之间的多个化学反应中间产物，为研究有机化学反应、电催化反应、药物代谢等过程提供了重要支撑。该研究成果近期发表在国际化学领域顶级期刊《德国应用化学》上。

西安石油大学化工学院教授张智平介绍，化学反应中的中间产物是研究化学反应机理的“钥匙”，但是它们活性高、寿命短、信号弱，采用传统方法无法有效捕获。这一直是化学反应机理研究中的瓶颈。“电化学—质谱电离源内部结合策略目前被认为是‘捕获’化学反应中间产物的好方法。但是，该方法存在反应装置复杂、电极制备困难、操作繁琐、电化学反应效率低等缺陷，极大地限制了其在化学反应中间产物实时在线捕获中的应用。”张智平说。

为攻克这一难题，张智平团队联合该校电子工程学院武晓朦教授团队，利用电解电喷雾和质谱分析相结合的方法，成功开发出一种装置简单、成本低廉、操作方便的新型电化学—质谱反应装置。研究团队不仅成功“捕获”了多个化学反应中间产物，还有效监测了氧化反应和还原反应的中间反应过程，并揭示了甲状腺药物甲巯咪唑的复杂代谢路径。研究团队利用该方法首次探究了生理条件下三价铁催化多巴胺氧化产生神经黑色素的反应机制，为帕金森等相关疾病的研究奠定了坚实基础。

该研究成果得到了《德国应用化学》两位匿名审稿人的高度评价，被认为填补了多种小分子合成反应机理研究领域的空白。该研究得到了国家自然科学基金、省教育厅青年创新团队科研计划、西安市科技计划等项目经费的资助。（记者 张梅）