Сотрудничество между исследователями из Корнельского, Гарвардского, Стэнфордского и ускорителе SLAC Национальной ускорительной лаборатории привело к реактивной медно-нитрен катализатор, который вырвет только углерод-водород (с-Н) связей и превращает их в углерод-азот (с-Н) связями, которые являются важнейшим строительным материалом для химического синтеза, особенно в фармацевтической промышленности.
Бумаги группы «Синтез медь-поддерживает триплетный Нитрен комплекса, относящиеся к медь-Катализируемое Аминирование,» был опубликован в сентябре. 13 в науке.
«[Соавтор старший автор] Тед Бетлий в Гарварде и я, мы оба заинтересованы в тех случаях, когда у вас легкие атомы, как азот или кислород, которые обычно являются хорошо определенными в степень окисления», — говорит соавтор старший автор исследования Кайл Ланкастер, доцент кафедры химии и химической биологии в колледже искусств и наук, который работал над проектом вместе с его аспирант Мар DiMucci.
«Мы обнаружили, что при окислении этого одно соединение меди, которое имеет эту функцию азота, вы тянуть электроны из азота. Когда у вас есть легкие атомы, как азот или кислород, которые являются дефицитом электронов, которые, как правило, делают их очень реактивная,» сказал Ланкастер. «И в этом случае азот так реактивный он способен разрыв C-H-связей и начать зарабатывать с-Н связей.»
Хотя исследователи уже давно подозревали, что этот тип азота что не хватает двух конкретных электронов — в нитрен-была связана с реактивностью, неуловимых видов еще не сразу заметили. Среди фирменных блюд лаборатории Ланкастер использует рентгеновской спектроскопии, чтобы определить, где электронов не хватает в переходной металл-содержащих соединений. Ланкастер и DiMucci пошел на работу инвентаризация электронов на меди и атомами азота и были в состоянии очистить от атомного беспорядка и ноль в на азот найдите два отверстия, которые указали, где два электрона были потеряны.
Ланкастер и DiMucci, проведенные на высоком уровне вычислительный анализ, чтобы подтвердить свои выводы.
«Мы были действительно ошеломлены, насколько сильна соглашения между теорией мы использовали и наши данные», — сказал DiMucci. «Наши расчеты, нам сказали, что если нам было, что мы думали, что мы сделали, то мы бы искали две вершины, разделенные на 0,6 вольт, и это именно то, что мы получили.»
Команда Гарварда построили лиганда структуры для обеспечения реактивной нитрен и сохранить катализатором вместе. После того как ввели С-Н-связь есть, нитрен способен раскрепостить его. Этот упорядоченный процесс преобразования может привести к более дешевым, более эффективного производства фармацевтических препаратов, моющих средств и красителей.
«В конце дня, когда мы находим большие, сложные органические молекулы, мы хотели бы быть в состоянии сделать это массово, если это потенциальный наркотиков,» сказал Ланкастер. «А это значит, придумывают хитроумные способы, чтобы установить конкретных функций, таких как C-O связей и С-Н связей. Чем больше инструментов мы имеем в нашем арсенале, чтобы сделать эти изменения, потому что это очень трудно повернуть с-Н-связи в связи с-N, — тем лучше для нас.»
Ланкастер высоко оценил работу своего Гарварда, Стэнфорда и ускорителе SLAC коллег, и возможности применения их совместной работы.
«У всех нас есть свои специализации,» сказал он, «и объединяется спектроскопия и электронная структура теории с синтеза является мощным комбо, чтобы ответить на эти химические вопросы, особенно если у вас есть физики придумывают новые изысканные инструменты, чтобы сделать нашу работу намного легче».
Корнельского исследование было поддержано Национальным научным фондом и Фондом Альфреда П. Слоана.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!