挥舞光来构建分子

由光驱动的反应,称为光化学反应,在19世纪初首次描述。百余年后,有机化学家仍在学习如何使用光合成复杂分子。因为太阳是清洁可再生能源的来源丰富,有能力利用光,特别是可见光,合成我们的化学物质会产生显著的环境效益。 

然而,光化学反应是非常难以控制。典型的光化学反应生成的产物具有不同3-d的结构的混合物。产品之间的差异可以是非常微妙的:所述分子可以是化学上相似的但彼此的镜像,像右手和左手。相反3-d结构通常导致显着不同的生物活性,并且需要能够选择性地建立产品分子的单个镜像方法。

在一项研究今天发表在杂志 科学教授tehshik润和同事报告了新的策略,提供了与所用可见光由分子的3-d结构前所未有的控制。  

教授。 tehshik润

“我认为有在合成领域的偏见为,当一个分子从一个光子吸收能量,变得真正反应性和所得到的反应难以控制很长的时间,”润说。

而不是简单地试图控制激发的分子,所述润组中发现的关键是使光激发步骤更有选择性。最光化学反应被诱导用紫外(UV)光,这在能量相对较高,可以有效地驱动的光化学反应。然而,由于大多数有机分子可以吸收UV光,光激发的步骤是没有选择性,导致产生的产品具有不期望结构的背景反应。尹建议,如果可见光可以用来代替,化学家将有更多的机会来控制反应。 

前者润一群研究生迈克尔ischay(博士'11),谁是目前化学家在吉利德科学和胡安娜杜(博士'12),现在是加州大学的博士后研究员,伯克利,开发一种新的方法来加快与可见光光化学反应。以驱动反应,他们选择了已经在太阳能转换系统中广泛使用钌系催化剂。值得注意的是,该反应也需要选择性地激活所述起始材料的第二催化剂。此决斗催化剂策略防止背景反应,杜发现她可以调整第二催化剂,其结合起始原料,以引导最终产品的3-d的结构。

尹组成员kazimer skubi,研究生,和Danielle舒尔茨,博士后,合作,优化战略。它们合成并测试许多催化剂地发现,提供了最结构控制的一个。他们的工作导致具有可被控制以产生它们的靶标分子的单个镜像可见光第一光化学策略。 

为研究对象,所述润组专注于一种类型的光化学反应,其产生的连接,以形成正方形环环丁烷结构,四个碳原子。这种类型的分子结构的只能通过使用光来创建。

“约1700已知的天然产品具有环丁烷环在其中,而且数量不断随着越来越多的在自然界中发现的增加,”尹说。 “我们需要技术来创建同一种类的分子[大自然做。否则我们对所有可能被利用的新药物或新材料生物活性的错过了。”

以控制化学合成可见光的职能战略,尹看起来拓展平台,为发现其他新的光化学反应。他认为“门现在是敞开的。”   

本乎恩范故事,通信项目助理