碳基分子的形状和动态性质与科学家们的想象不同

来源：cnBeta 　2023-03-14 05:33:48

科学家们在一项新的研究中证明，碳基分子可以比以前认为的更加动态。当一个碳原子与不同的基团形成四个键时，该分子可以以两种镜像形式存在。这些镜像形式在医学上是至关重要的，因为它们具有不同的生物活性。

通常情况下，这些"对映体"之间是不可能相互转换的，因为这样做需要打破一个键，这个过程需要太多的能量。

来自杜伦大学和约克大学的研究人员证明，如果手性中心是动态分子笼结构的一部分，那么分子笼的简单重新排列就能导致分子的镜像形式的反转。

(资料图片仅供参考)

一个由@SciCommStudios制作的动画，显示了氟代巴拉兰及其金属复合物中sp3-C立体化学的动态反转。

通过这种方式，通常被认为是固定和刚性的碳基立体化学变得动态、通感和反应性--这是以碳为中心的手性的新范式。

这些发现将于今天（2023年3月13日）发表在《自然-化学》杂志上。

该分子笼的结构中有九个碳原子，它们被一对碳-碳双键和一个三元环丙烷环固定在一起。这种键的组合使结构中的一些键可以自发地相互交换位置。

项目首席研究员，达勒姆大学的Aisha Bismillah博士说。"我们的动态碳笼极快地改变其形状。它们每秒在其镜像结构之间来回跳动数百万次。看到它们适应环境的变化，确实很了不起。"

除了发现这种独特的动态形式的立体化学相互转换外，研究人员还证明了笼子的偏好可以传递给附近的金属中心，这为这种类型的反应性手性可能在催化和生物医学应用的手性分子合成中找到用途提供了可能。

约克大学的Paul McGonigal博士在思考这些结果是如何颠覆既定观念时说。"我们的动态碳笼与其他分子和离子相互作用的方式很吸引人。笼子适应了，给出了具有"最适合"的镜像结构。"

"我们希望，在适当的时候，这种耐人寻味的键合概念将被发现应用于其他情况，并有可能被用来支撑更多动态分子材料的新应用。"

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