“李存璞老师，宝藏男孩本孩。河南省开封市理科状元，本硕博清华。最近我们惊奇地发现，他唱歌竟然也好听！！！他的 QQ 个性签名是：不想当厨子的运动员不是好老师。（他还是）B 站 up 主，造福了很多考研党。”
在知乎提问“重庆大学有哪些值得关注的老师和课程？”下面，一位网友这样回答 [1]。
图 | 李存璞（来源：李存璞）
业余的李存璞还喜欢摄影，其摄影作品还曾被重庆大学官方微博使用。而在科研主业上，他和团队于近日提出一种“电子催化剂”策略。
在这一策略中，电子不会被消耗但是能够参与反应，并能将氮气活化和固定为偶氮化合物，从而解决传统偶氮合成过程能耗较高和中间体较多等问题。
在方法学方面，课题组利用电子催化的策略，基于轨道和能量的设计而开展，对于本身不需要改变化合价、但却需要特定的选择性断开/链接的化学键而言，这是一种非常值得尝试的新思路。目前，他们正在尝试开展二氧化碳固定的探索。
在氮气固定方面，除了直接将氮气固定为偶氮化合物，哒嗪、腙、肼等都有望通过本次方法实现高效获得。
图 | 芳基自由基与氮气的反键轨道对称性、能量均匹配，可以选择性地活化氮气（来源：Chinese Journal of Catalysis）
本次策略的另一核心创新在于：除了把电子注入反应体系之外又将电子拉出，从而把电子作为催化剂来使用。
如下图所示，氮气活化 Ar·结合得到的重氮自由基是两中心三电子结构，其性质非常不稳定，因此他们利用电化学手段将电子从重氮自由基拉出，借此获得相对比较稳定的重氮盐。然后，重氮盐会将迅速与苯酚等结合并能形成偶氮产物。
图 | 在“电子催化剂”策略中，电子没有被消耗但是参与了反应，并能将氮气活化和固定至偶氮化合物（来源：Chinese Journal of Catalysis）
而通过人为地控制电子的流入电极（作为反应物）和流出电极（作为产物），电子既不会被消耗也不会新增产生，但是它们确实参与了反应，并且不会改变总的吉布斯自由能变。
活化能计算结果显示：与非催化过程相比，活化能明显降低，这让原本在动力学上难以进行的反应得以顺利实施。
图| 传统偶氮合成的化学过程涉及复杂的能量、物质流（来源：Chinese Journal of Catalysis）
因此，本次研究旨在实现的目的是：希望能够直接将氮气 N≡N 活化，并与有机基团相连，从而获得 R1-N=N-R2 偶氮化合物，进而减少能量消耗和提高反应效率。
图 | 相关论文（来源：Chinese Journal of Catalysis）
有趣的是，他们本来将所涉及到的关键过渡态为“马桶状过渡态”，但却被其中一名计算化学审稿人专家要求改为铲子状。“我们的恶趣味终究没有实施。”李存璞表示。
图 | 他们本来想称之为“马桶状过渡态”，后来在审稿人的要求下改为铲子状过渡态（来源：Chinese Journal of Catalysis）
总的来说，本次电子催化体系将给合成化学带了新的机会，目前他们正在进行哒嗪、腙、肼等含氮化合物的合成探索。另外，他们也在探索基于电子的推拉策略的二氧化碳捕集尝试。
同时，他和课题组还在进行创业，主要围绕储能产品比如下一代锂硫电池技术开展。眼下，他们正在重庆大学锂电及新材料遂宁研究院进行推进，希望不久的将来能够产出性质稳定的产品。
参考资料：
1.https://www.zhihu.com/question/307902967/answer/570635422
2.Wu Baijing, Li Jinrui, Luo Xiaoxue, Ni Jingtian, Lu Yiting, Shao Minhua, Li Cunpu, Wei Zidong. A round-trip journey of electrons: electron catalyzed direct fixation of N2to azos[J]. Chinese Journal of Catalysis, DOI: 10.1016/S1872-2067(24)60179-8.
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