可見光和納米顆粒催化劑可產(chǎn)生理想的生物活性分子

西北大學(xué)的化學(xué)家使用可見光和極小的納米粒子來快速，簡(jiǎn)單地制造與許多用于藥物開發(fā)的先導(dǎo)化合物相同級(jí)別的分子。

由光驅(qū)動(dòng)下，納米粒子催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，具有非常特殊的化學(xué)產(chǎn)品- 分子不只是有正確的化學(xué)式，但也有其原子在空間的具體安排。催化劑可以重新用于其他化學(xué)反應(yīng)。

半導(dǎo)體納米粒子被稱為量子點(diǎn)-很小，以至于它們只有幾納米。但是小尺寸就是力量，為材料提供了誘人的光學(xué)和電子特性，而這在更大的長(zhǎng)度范圍內(nèi)是不可能的。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的艾米麗·魏斯(Emily A. Weiss)說：“量子點(diǎn)的行為比金屬納米粒子更像有機(jī)分子。” “電子被壓縮到一個(gè)很小的空間中，以使它們的反應(yīng)性遵循量子力學(xué)的規(guī)則。我們可以利用它以及納米粒子表面的模板作用。”

這項(xiàng)工作是由《自然化學(xué)》雜志最近發(fā)表的，它是首次將納米顆粒的表面用作光驅(qū)動(dòng)反應(yīng)(稱為環(huán)加成反應(yīng))的模板，該反應(yīng)是制備非常復(fù)雜的，具有潛在生物活性的化合物的簡(jiǎn)單機(jī)制。

魏斯說：“我們使用納米顆粒催化劑，通過簡(jiǎn)單的一步反應(yīng)即可獲得所需的一類分子，即四取代的環(huán)丁烷，這種反應(yīng)不僅可以高產(chǎn)率地生產(chǎn)分子，而且具有與藥物開發(fā)最相關(guān)的原子排列。” 。“這些分子很難以任何其他方式制造。”

Weiss是Weinberg文理學(xué)院的Mark and Nancy Ratner化學(xué)教授。她擅長(zhǎng)控制量子點(diǎn)中的光驅(qū)動(dòng)電子過程，并使用它們以前所未有的選擇性執(zhí)行光驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)。

納米粒子催化劑利用可見光中的能量來活化其表面上的分子，并將它們?nèi)诤显谝黄穑瑥亩纬煽捎糜谏飸?yīng)用的較大分子。然后，較大的分子容易從納米顆粒上脫離，釋放出納米顆粒以在另一個(gè)反應(yīng)循環(huán)中再次使用。

在他們的研究中，Weiss和她的團(tuán)隊(duì)在溶液中使用了由半導(dǎo)體硒化鎘和各種稱為烯烴的起始分子制成的三納米納米顆粒。烯烴具有形成環(huán)丁烷所需的核心碳-碳雙鍵。

該研究的標(biāo)題為“由量子點(diǎn)光催化的區(qū)域和非對(duì)映選擇性分子間[2 + 2]環(huán)加成”。