用于光化學反應儀的不對稱催化劑
光化學反應儀許多化合物會有兩個成鏡像的形式存在。它們之間的相互關系就像左手和右手,不能通過旋轉而彼此疊合。這種屬性被稱為手性。兩個互為鏡像的手性分子構成一對對映異構體。它們在原子組成上完全一致,許多宏觀物理性質和微觀化學反應性能也可能會完全相同,但在體內的生理活性卻可能存在很光化學反應儀大的差異。著名的例子是五十多年前作為孕婦抗妊娠反應藥物的沙利度胺(反應停)。這種藥的右旋體有鎮(zhèn)靜作用,但是它的左旋體卻有著強烈的致畸作用。
為了實現用化學方法合成所需絕對構型的手光化學反應儀性化合物,科學家們不斷研究所謂的不對稱催化反應,其核心便是不對稱催化劑?,F在梅格斯教授領導的研究團隊研發(fā)的這種含金屬的不對稱催化劑可以經濟、高效、高選擇性地合成絕對構型的手性化合物。特別值得光化學反應儀稱道的是該催化劑可以吸收可見光進而誘發(fā)不對稱化學轉換,梅格斯說:“可見光,例如陽光,是綠色化學中最重要的能量來源。
在接受科技日報記者采訪時,光化學反應儀論文的第一作者,博士生霍浩華介紹說:“長期以來,光化學反應在合成化學中的應用受到諸多限制,困境就是缺乏有效的策略來控制有機分子的三維手性結構。目前報道的、為數不多的不對稱光反應都是通過組合催化劑來實現的,而我們研發(fā)的這種多功能催化劑,它的金屬中心既光化學反應儀是光反應的感光中心,又是合成手性化合物的唯一手性源,同時光化學反應儀扮演著化學轉化中路易斯酸的角色。從而在催化羰基化合物的烷基化反應中,能夠以單一的催化劑取得了接近完美的立體選擇性和化學選擇性?!?/p>
作為“千人計劃”的入選者,梅格斯教授帶領的研究小組由德國馬爾堡大學和中國廈門大學的研究人員共同組成,這項研究同時得到了德意志研究聯合會和光化學反應儀中國國家留學基金委的資助。談到該研究的意義,梅格斯教授向科技日報記者介紹說:“今年的諾貝爾物理學獎和化學獎分別授給了發(fā)展高效發(fā)光器件和光化學反應儀研究超高分辨率熒光顯微鏡的科學家。光與物質之間的相互作用構成了科學研究中最活躍的領域之一??梢姽庹T導不對稱反應也一直是合成化學界充滿誘惑的科學難題。
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