迈向无PFAS新时代:通过骨架编辑实现SF5杂环化合物的创新合成方法
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类别:新闻稿 |发表于 2026 年 3 月 27 日
演示要点
○开发了不属于PFAS的具有氟官能团“SF₅基”的新分子群的合成方法(*1)○利用骨架编辑反应,从单一原料自由构建多个不同的杂环骨架(七元环、双环、苯并咪唑)○ 证明SF₅基团的强吸电子性可显着加速分子骨架编辑反应(*2)○ 建立可持续的氟化学基础技术,有助于解决PFAS问题
总结
五氟硫基(SF₅)基团作为开启“后PFAS时代”的下一代氟官能团而备受关注。与过去广泛使用的三氟甲基(CF₃)基团不同,SF₅基团不属于OECD(*3)定义中的PFAS,预计将成为需要减少环境影响的制冷剂、功能材料和农用化学品领域创新分子设计的关键。然而,合成方法有限,并且各种分子框架的开发一直是一个特殊的挑战。
在V体育,Muhamad Zulfaqar Bacho 先生(纳米医学科学专业三年级联合专业)、吴世伟先生(工学系生命与材料化学专业二年级学生)、Takuya Muramatsu 先生(生命与应用化学系研究生)、Chavakula 研究小组,其中包括 Nagababu 博士(生命与应用化学系研究员)化学系)、Daiki Harano(生命与应用化学系四年级)、Yoshifune Ochiai(工学系生命与材料化学专业二年级)和Tetsuo Shibata教授(生命与应用化学系)使用容易获得的4-SF₅-硝基苯作为起始材料,创建了一个创新的骨架编辑系统。通过充分利用编辑策略,我们成功地从单一原料自由构建了三种完全不同的杂环骨架(氮卓、氮杂双环[320]七-2,6-二烯和苯并咪唑)。
这项研究具有开创性,因为它表明SF₅基团的引入不仅仅是简单的取代基效应,而是可以极大地控制分子骨架编辑反应本身的速率和路线。此外,这一结果为基于氟官能团(不属于PFAS)的分子设计提供了新的指导方针,并极大地扩大了药物、农用化学品和功能材料开发的设计自由度。
该研究成果发表在英国皇家化学学会(RSC)出版的国际期刊上化学科学

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致谢
本研究基于日本科学技术振兴机构(JST)战略创意研究推进项目的CREST研究领域“分解、降解和稳定化的精密材料科学”(研究导师:高原淳(九州大学负排放技术研究中心)该项目是在研究项目“氟材料的精确分解以实现氟循环社会”的支持下进行的(研究代表: Tetsuo Shibata)(项目编号 JPMJCR21L1)、Seiji Motoshima 博士(CMC 研究所)和 Takehito Koike 先生(Tosoh Corporation)
论文信息
论文标题:SF5-硝基苯双向骨架重塑为氮杂卓、双环和苯并咪唑框架作者姓名:Muhamad Zulfaqar Bacho、Shiwei Wu、Takuya Muramatsu、Chavakula Nagababu、Daiki Harano、Seishu Ochiai、Norio Shibata**通讯作者已出版的杂志:化学科学发布日期:2026 年 3 月 20 日DOI:101039/D6SC01441K网址:
术语表
(*1)PFAS有机氟化合物中全氟烷基化合物和多氟烷基化合物的总称。具有部分结构的化合物,其中化合物中碳原子可形成的所有键均与氟键合。它具有多种用途,例如防水剂、防油剂和表面活性剂。但由于其稳定性高,在环境中几乎不分解,因此又被称为“永恒化学品”,其在环境中的积累和持久性已成为问题。据报道,全氟辛烷磺酸 (PFOS)、全氟辛酸 (PFOA) 和全氟己烷磺酸 (PFHxS) 可能具有致癌性和其他健康危害,因此作为特定 PFAS 受到监管。
(*2)骨架编辑反应一种有机合成方法,通过切割和重新排列有机分子本身的框架来转变全新的分子结构。这种方法作为一项创新技术而备受关注,因为它可以重新设计分子本身的基本结构,而不是像取代反应那样更换部分。
(*3)经合组织经济合作与发展组织的缩写。主要由发达国家组成的国际组织,制定经济政策、环境法规、化学物质管理等方面的国际标准。对于PFAS,国际上已经公布了对哪些结构物质作为PFAS进行监管的国际定义。
联系信息
(研究相关)V体育生命与应用化学系柴田哲夫教授电话:052-735-7543【邮箱:nozshiba[在]nitechacjp
(关于公共关系)V体育企划公关科电话:052-735-5647【邮箱:pr[在]admnitechacjp
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