光催化技术实现分子内“氮占氧巢”

2024-10-09 02:02:00 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 刘霞

韩国高级科学技术研究所科学家凭借光催化技术,成功地从分子中提取出一个氧原子,并巧妙地用氮原子取而代之。最新研究有望改变药物制造方式。相关论文发表于最新一期《科学》杂志。

分子内部即使出现微小的变化,也会产生重大影响。美国威斯康辛大学麦迪逊分校科学家此前就曾证实,改变杂环内的单个原子,会对药物的疗效产生深远影响。先前的研究还表明,有些复杂分子可通过化学反应进行编辑,但成功者寥寥无几。因此,当化学家想要对分子进行微调,甚至替换一个原子以用于测试时,他们必须从头开始合成分子。

为打破这一困境,科学家一直在寻找更有效的方法来编辑分子,或者更具体地说,用一个原子替代另一个原子。在新研究中,韩国科学家开发出一种所谓“铅笔-橡皮擦”技术:其中一个原子被擦除,另一个原子用“铅笔”书写。

这一技术的灵感源于化学家阿克塞尔·库特尔和艾伦·拉布拉什·孔比耶于1971年发表的一篇论文。在那篇论文中,库特尔和孔比耶使用紫外线将呋喃(最简单的含氧五元杂环化合物)转化为N-丙基吡咯,以提高其产量。但由于离域问题,这种编辑方法极具挑战性。之前科学家的尝试涉及施加高温或辐射,但收效甚微。

在最新研究中,韩国科学家使用光催化剂来激活呋喃环,随后利用紫外线,将呋喃中的氧原子与氮原子进行了交换。

责任编辑:左常睿

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