知识介绍　受阻Lewis酸碱对

Lewis酸碱理论是化学领域中最基本的理论之一。根据该理论，具有空轨道，可以接收电子对的原子、分子和离子为Lewis酸；而具有给出电子对能力的原子、分子和离子则被定义为Lewis碱。Lewis酸、碱和质子酸碱类似，会自发地发生化学反应，以配位键的方式形成稳定的Lewis酸碱加合物， 如Et₂O·BF₃。早在1942 年， H. C. Brown 等在研究硼烷与Lewis碱的反应时发现，2，6-二甲基吡啶与三氟化硼能正常反应，形成Lewis酸碱加合物， 而与位阻较大的三甲基硼则不发生反应。但这种现象长期未引起化学家的重视，更没有发现其在有机化学中的应用价值。

直到2006年，加拿大 Toronto大学的D. W. Stephan教授首次发现，把Lewsi酸1与二芳基膦Lewis碱2混合，并没有发生预期的酸碱中和反应，而是生成两性离子化合物3。化合物3与二甲基氯硅烷继续反应，又得到两性离子化合物4。当加热到在100℃以上时，化合物4释放出氢气，生成化合物5。然而在室温下，如果将5置于氢气氛中则又快速地生成4。化合物4中既有Lewis酸也有Lewis碱的结构单元，从而实现了H₂的可逆活化。这是非金属可以有效地对H₂进行可逆活化的首次报道［见Welch G C， San Juan R R， Masuda J D； Stephan D W. Reversible， Metal-Free Hydrogen Activation. Science， 2006， 314 （5802）： 1124-1126.］。

随后该研究小组发现，Lewis酸1与大位阻的Lewis碱三-（2，4，6-三甲基苯基）膦在室温下也能使H₂发生异裂， 生成离子型化合物7。

后来，他们把同一分子内或混合体系中同时具有Lewis酸和Lewis碱两个位点，但由于空间位阻较大而使得这两个位点不能按照一般的结合方式结合，不形成Lewis酸碱加合物，从而具有独特的反应活性，称“受阻Lewis酸碱对”（frustrated Lewis pair， FLP）。例如，以下是两个典型的“受阻路易斯酸碱对”分子。

Stephan教授以及其他科学家的研究，使得人们对空间受阻的Lewis酸碱对的研究受到广泛关注。FLP不仅在小分子的催化加氢反应中表现出较高的活性和新颖的反应特征，而且还可以活化烯烃、亚胺、烯胺、腈、二氧化碳等分子。利用手性硼试剂化学家们还实现了亚胺的不对称催化氢化。可以预见，这种基于受阻Lewis酸碱对的新的催化和反应模式，将在有机合成、环境保护和绿色化学等领域有更重要的应用。