日本理化学研究所研究人员发现，多核钛氢化物能够选择性地断裂吡啶类稳定有机分子的强化学键，从而实现对其核心骨架的修饰与重组。这项研究成果已发表于《美国化学会志》，有望为催化剂设计提供新思路，并在石油炼制和功能性有机分子合成等领域获得应用。

吡啶是一类由氮原子和五个碳原子构成的芳香族杂环化合物，其结构稳定，既是药物等复杂有机分子中常见的结构单元，也是原油中需要脱除的含氮杂质成分。据理研有机金属化学实验室侯兆民介绍，从原油中去除吡啶等含氮杂质是石油炼制的重要工业过程，传统方法通常需要在约500摄氏度和200个大气压的苛刻条件下进行，且依赖多组分固体催化剂。

研究团队发现，由钛原子和氢原子构成的多核簇合物可在较为温和的条件下实现这一转化。侯兆民表示："我们发现，像吡啶这样的芳香族N-杂环化合物可以同时发生C-N键和C-C键的断裂，并重组产生的烃片段。"实验表明，在160摄氏度的加热条件下，反应可高选择性地向单一共同产物方向进行。

研究人员分析认为，钛多氢化物簇中三个钛原子之间的协同作用是打破稳定吡啶环并选择性移除氮原子的关键机制。根据反应温度的不同，可获得多种吡啶片段络合物。

侯兆民指出："这项工作凸显了多核钛多氢化物簇在介导芳香族含氮杂环骨架断裂和重组方面的独特能力。这为杂环到烃类分子的编辑提供了一种新策略。"研究团队未来计划进一步探索这类钛氢化物簇在活化氮气、二氧化碳、一氧化碳等惰性小分子，并将其与有机底物组装成功能性有机分子方面的应用潜力。

出版详情：作者：Xiaoxi Zhou等人，标题：《三核钛多氢化物络合物对吡啶的脱氮碳骨架断裂和重组》，发表于：《美国化学会志》(2025)。期刊信息：《美国化学会志》