化学家创造出彩虹色有机分子 可用于医疗成像、有机发光二极管等领域

化学家创造出彩虹色有机分子可用于医疗成像、有机发光二极管等领域稠合碳环具有独特的光电特性，一类被称为并苯的分子链经调节可发出不同颜色的光，这使它们成为有机发光二极管的理想候选者。并苯发出的光的颜色由其长度决定，但随着分子变长，它们也变得不稳定。美国麻省理工学院的化学家开发出一种新方法，可使苯分子更稳定，并能合成不同长度的并苯。他们成功造出了发射红色、橙色、黄色、绿色或蓝色光的分子，拓宽了并苯的应用范围，为开发高度空气及光稳定的发光材料和微型能量收集装置铺平了道路。相关论文发表在《自然・化学》杂志上。

化学家们合成了一种来自于海绵分子的人工形式 可以对抗帕金森症

化学家们合成了一种来自于海绵分子的人工形式可以对抗帕金森症在一个令人惊讶的转折中，研究小组利用了一种不寻常的、长期被忽视的化合物，即环烯，来控制在实验室中创造该分子的可用形式所需的化学反应的一个关键阶段。据该团队称，这一突破有可能有利于开发其他复杂的分子用于制药研究。他们的研究结果发表在《科学》杂志上。加州大学洛杉矶分校化学和生物化学系KennethN.Trueblood教授和该研究的通讯作者NeilGarg说："今天绝大多数的药物是由合成有机化学制成的，我们在学术界的作用之一是建立新的化学反应，可以用来快速开发药物和具有复杂化学结构的分子，使世界受益。"Garg说，使这些合成有机分子的发展复杂化的一个关键因素被称为"手性"。许多分子--包括lissodendoricacidA--可以以两种不同的形式存在，它们在化学上是相同的，但彼此是三维镜像，就像左手和右手。每个版本都被称为对映异构体。当用于制药时，一个分子的对映异构体可能具有有益的治疗效果，而另一个可能完全没有作用--甚至证明是危险的。不幸的是，在实验室中创造有机分子时，往往会产生两种对映异构体的混合物，而用化学方法去除或逆转不需要的对映异构体，会给整个过程带来困难、成本和延误。为了应对这一挑战，并快速有效地只生产几乎只在自然界中发现的lissodendoricacidA的对映异构体，Garg和他的团队在他们的12步反应过程中采用了环烯烃作为中间物。这些高活性的化合物在20世纪60年代首次被发现，此前从未被用来制造如此复杂的分子。"环烯烃，自从半个多世纪前发现以来，它们在很大程度上被遗忘了。这是因为它们具有独特的化学结构，并且在生成时只存在几分之一秒。"该团队发现，他们可以利用这些化合物的独特品质来生成环烯烃的一个特定手性版本，这反过来又导致了化学反应，最终几乎完全产生了所需的lissodendoricacidA分子的对映异构体。化学家们说，虽然能够合成生产lissodendoricacidA的类似物是测试该分子是否可能拥有适合未来治疗的品质的第一步，但合成该分子的方法可以立即让参与制药研究的其他科学家受益。Garg说："通过挑战传统思维，我们现在已经学会了如何制造环烯烃，并利用它们来制造像lissodendoricacidA这样的复杂分子。我们希望其他人也能使用环烯烃来制造新药。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345513.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345513.htm

化学家们开发出一种新方法来生产一种重要的分子实体

化学家们开发出一种新方法来生产一种重要的分子实体明斯特大学团队开发的新方法与其他方法不同，不需要使用过渡金属或碘试剂作为催化剂。相反，它利用光能从各种富含电子的芳香烃（如异戊二烯和杂烯）中产生所需的二胺。这使得该过程比其他方法更加高效和有效。"通过这种方式，我们获得了一系列以前难以生产的邻接二胺。"第一作者谭光英博士解释说："这样做，我们可以精确控制官能团所在的位置。"所谓的氮自由基前体（左）和碳-碳双键在光能的帮助下发生反应，形成不对称的二胺（右）。资料来源：明斯特大学-Glorius小组为此，化学家们开发了一类特殊的氮自由基前体，通过能量转移过程同时产生两个具有不同反应活性的氮心自由基。通过"区域选择性"地通过碳-碳双键逐步添加这些自由基中的两个，科学家们产生了不对称结构的代二胺。"区域选择性"意味着反应发生在分子上的特定位置。然后可以进一步修改功能团（氨基）。以这种方式合成的二元胺不是对称的，这与对称结构相反，开辟了更多种类的功能基团供考虑。"生命的分子主要由不同大小和复杂性的碳链和碳环组成。"FrankGlorius解释说："用其他元素装饰这些'普通'链对这些化合物的最终特性至关重要。氧和氮元素发挥了关键作用。化学家将这些非碳元素称为杂原子。FrankGlorius强调说："因此，在人工生产的、具有生物活性的结构中有效和可控地引入这些杂原子的方法是非常重要的。这也适用于我们正在关注的邻接二胺。"化学家们在蓝色发光二极管（LEDs）的照射下进行二氨基反应，并使用一种廉价的、可在市场上买到的硫杂蒽酮作为有机光敏剂。该研究由德国研究基金会、AlexandervonHumboldt-Stiftung和FondsderChemischenIndustrie资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339679.htm

突破性合成方法提高了太阳能电池的稳定性

突破性合成方法提高了太阳能电池的稳定性莱斯大学工程师与合作者开发的一种工艺通过对结晶过程的动态控制，产生了具有理想厚度和纯度的二维卤化物包晶晶体层--这是确保光电子和光伏设备稳定性的关键一步。图片来源：JeffFitlow摄影/莱斯大学莱斯大学化学和生物分子工程师阿迪提亚-莫希特（AdityaMohite）与西北大学、宾夕法尼亚大学和雷恩大学的合作者共同开发了一种工艺，通过控制结晶过程的温度和持续时间，可以获得厚度和纯度都非常理想的二维光致发光半导体层。李文斌是莱斯大学的研究生，也是发表在《自然-合成》上的一项研究的合著者。图片来源：JeffFitlow摄影/莱斯大学这一过程被称为动力学控制空间约束，它有助于提高基于卤化物包晶的新兴技术（如光电子和光伏）的稳定性并降低其成本。克服合成瓶颈莱斯大学乔治-R-布朗工程学院的博士生侯瑾（音译）说："生产层厚（或量子阱厚度，也称为'n值'）大于2的二维包晶是一个主要瓶颈，"他是发表在《自然-合成》（NatureSynthesis）上有关该工艺研究的第一作者。n值大于4意味着材料具有更窄的带隙和更高的导电性--这是应用于电子设备的关键因素。原子或分子在形成晶体时，会排列成高度有序的规则晶格。例如，冰就有18种可能的原子排列或相。与冰中的氢原子和氧原子一样，构成卤化物包晶的粒子也可以形成多种晶格排列。由于材料特性与相有关，科学家们的目标是合成自始至终只表现出一种相的二维卤化物包晶层。但问题在于，高n值二维包晶的传统合成方法会导致晶体生长不均匀，从而影响材料的性能可靠性。AdityaMohite是化学与生物分子工程系副教授，同时也是莱斯能源转型与可持续发展工程计划（REINVENTS）的系主任。图片来源：AdityaMohite/莱斯大学提供侯说："在传统的二维包晶合成方法中，由于缺乏对结晶动力学的控制，你会得到具有混合相的晶体，而结晶动力学基本上就是温度和时间之间的动态相互作用。我们设计了一种方法来减慢结晶速度，并逐步调整每个动力学参数，以达到纯相合成的最佳状态。"除了设计出一种能够实现二维卤化物包晶石n值逐渐增加的合成方法外，研究人员还通过表征、光学光谱学和机器学习绘制了该过程的图谱（或相图）。侯瑾是莱斯大学的研究生，也是发表在《自然-合成》（NatureSynthesis）上的一项研究的第一作者。这项工作推动了高量子阱二维包覆晶石合成的发展，使其成为多种应用的可行且稳定的选择。化学与生物分子工程和材料科学与纳米工程副教授莫希特说："我们开发了一种提高晶体纯度的新方法，解决了该领域一个长期存在的问题，即如何接近高n值、相纯的晶体合成。莫希特的实验室开创了提高卤化物包晶半导体质量和性能的各种方法，从结晶初始阶段的校准到溶剂设计的微调。"这一研究突破对于合成二维包晶至关重要，二维包晶是实现太阳能电池商业相关稳定性、许多其他光电设备应用和基本光-物质相互作用的关键。编译自：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403247.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403247.htm

突破性研究发现大麻中的天然分子镇痛效果可与吗啡媲美

突破性研究发现大麻中的天然分子镇痛效果可与吗啡媲美疼痛与成瘾综合中心的研究人员对五种萜烯类化合物进行了测试，发现它们的镇痛效果很好。亚利桑那大学健康科学学院在《疼痛》（PAIN）杂志上发表的一项研究发现，在缓解慢性神经性疼痛方面，来自大麻的萜类化合物与吗啡一样有效。此外，将这两种镇痛剂结合使用可改善疼痛缓解效果，且无不良副作用。之前的一些研究表明，大麻植物及其两种主要大麻素--四氢大麻酚（THC）和大麻二酚（CBD）--可以有效控制慢性疼痛；但是，其效果一般比较温和，而且可能会产生令人不悦的精神副作用。萜烯是赋予植物香气和味道的化合物，它提供了另一种无不良副作用的止痛方法。首席研究员、疼痛与成瘾综合中心成员、图森医学院药理学教授JohnStreicher博士说："我们一直非常感兴趣的一个问题是，萜类化合物能否用于控制慢性疼痛？我们发现，萜烯类药物确实能很好地缓解一种特定类型的慢性疼痛，而且副作用小、可控。"亚利桑那大学健康科学疼痛与成瘾综合中心成员、图森医学院药理学教授JohnStreicher博士。图片来源：亚利桑那大学健康科学学院NoelleHaro-Gomez萜烯存在于所有植物中，大多数植物都有两种主要的萜烯种类。大麻的独特之处在于，它含有多达150种萜烯，其中多种萜烯是主要种类。Streicher和研究小组测试了五种在大麻中含量中等到较高的萜烯：α-胡麻烯、β-石竹烯、β-蒎烯、香叶醇和芳樟醇。在之前的一项研究中，Streicher的团队发现，其中四种萜类化合物在急性疼痛动物模型中模拟了大麻素的效果，包括减轻疼痛感。在这项研究中，他们使用了化疗诱发神经性疼痛的小鼠模型，这是一种慢性疼痛，当剧毒化疗药物导致神经损伤从而引起疼痛时就会出现这种疼痛。大麻的独特之处在于它含有多达150种萜烯，其中多种萜烯是主要种类。资料来源：亚利桑那大学健康科学学院NoelleHaro-Gomez研究人员对这些萜烯进行了单独测试，并与吗啡进行了比较。研究小组发现，每种萜烯都能在接近或高于吗啡峰值效果的水平上成功减轻疼痛感。当萜烯与吗啡结合使用时，所有五种萜烯/吗啡组合的镇痛效果都明显增强。Streicher说："这确实让我们大吃一惊，但缓解疼痛的东西并不一定意味着就是好的疗法。"阿片类药物通常用于治疗多种疼痛，但它们也会带来一系列不必要的副作用。阿片类药物会激活大脑的奖赏系统，从而导致成瘾，并且会产生耐受性，当人体习惯了某种药物，需要越来越大的剂量才能产生同样的效果时，就会产生耐受性。阿片类药物还会导致呼吸抑制，从而导致死亡。"我们还研究了萜烯的其他方面，例如：这是否会导致奖赏？这会带来奖励吗？会上瘾吗？它会让你感觉糟糕吗？"Streicher说。"我们发现是的，萜烯确实能缓解疼痛，而且它们的副作用也相当不错。"没有一种萜烯具有奖赏作用，因此它们成瘾的风险很低。一些萜烯也不会引起厌恶行为，这表明它们可以成为有效的治疗药物，而不会产生令人痛苦的副作用。最后，研究人员测试了萜烯的不同给药途径：注射、口服和吸入汽化的纯萜烯。他们发现，当口服或吸入萜烯类药物时，药效会明显减弱或消失。"很多人吸食萜类物质，这些物质是大麻提取物的一部分，在大麻使用合法的州，这些提取物可以通过商业途径获得，"Streicher说，"我们惊讶地发现，吸入途径在这项研究中并没有影响，因为有很多至少是传闻性的报告称，无论是口服还是吸入，都可以获得萜类物质的效果。部分混杂因素是萜烯的气味很好闻，而且很难掩盖这种香气，因此人们可能会产生心理安慰剂式的效果。"由于这是第一篇研究萜类化合物副作用的论文，Streicher将利用其研究结果为下一阶段的研究提供信息--萜类化合物能否阻断吗啡等鸦片制剂的奖赏潜能，同时增强其止痛潜能？Streicher说："这让我们想到了一种综合疗法，即阿片类药物与高水平的萜烯类药物相结合，在阻断阿片类药物成瘾可能性的同时，实际上可以更好地缓解疼痛。这就是我们现在正在研究的"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433525.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433525.htm

耶鲁大学化学家从海洋生物中分离出独特的抗癌分子

耶鲁大学化学家从海洋生物中分离出独特的抗癌分子将近三十年前，研究人员在原产于热带水域的一类海洋无脊椎动物-苔藓虫内发现了一组独特的抗癌化合物。这些分子的化学结构由氧化环和氮原子组成，结构复杂而密集，引起了全世界有机化学家的兴趣，他们希望在实验室中从头开始重新创造这些结构。然而，尽管付出了相当大的努力，这仍然是一项难以实现的任务。现在，耶鲁大学的一个化学家小组在《科学》杂志上撰文指出，他们采用一种将创造性的化学策略与最新的小分子结构测定技术相结合的方法，首次成功合成了其中的八种化合物。"这些分子一直是合成化学领域的一项杰出挑战，"耶鲁大学文理学院米尔顿-哈里斯（MiltonHarris），化学教授、新研究的通讯作者塞斯-赫松（SethHerzon）说。"许多研究小组都曾试图在实验室中重现这些分子，但它们的结构非常致密、错综复杂，因此一直无法实现。从本世纪初我还是一名研究生的时候，我就一直在阅读有关合成这些化合物的文章"。在自然界中，这些分子存在于某些种类的外肛动物门动物体内，它们是小型水生动物，通过细小的触手过滤水中的猎物。全世界的研究人员都认为苔藓虫是新药物的潜在宝贵来源，许多从苔藓虫中分离出来的分子已被研究用作新型抗癌剂。然而，分子的复杂性往往限制了它们的进一步发展。赫松的研究小组研究了一种名为"Securiflustrasecurifrons"的贝类。他介绍说："大约十年前，我们曾研究过这些分子，虽然当时没有成功地再现它们，但我们对它们的结构和化学反应性有了深入的了解，这为我们的思考提供了依据。"新方法涉及三个关键的战略要素。首先，Herzon和他的团队避免在整个过程的最后阶段构建反应性杂环（即吲哚）。杂环包含两个或两个以上的元素，而这种特定的环是众所周知的反应性环，会产生问题。其次，研究人员使用了被称为氧化光环化的方法来构建分子中的一些关键键。其中一种光环化反应涉及杂环与分子氧的反应，耶鲁大学的哈里-瓦瑟曼（HarryWasserman）在20世纪60年代首次对这种反应进行了研究。最后，赫松和他的团队采用了微晶电子衍射（MicroED）分析来帮助观察分子结构。在这种情况下，传统的结构测定方法是不够的。新方法的成果是八种具有治疗潜力的新合成分子，并有望产生更多新化学物质。"就分子量而言，它们与我们实验室研究的其他分子相比并不算大。但从化学反应性的角度来看，它们是我们所面临的最大挑战之一"。赫松介绍说，同时他也是耶鲁大学癌症中心的成员，并在耶鲁大学医学院药理学和放射治疗学领域担任联合职务。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422681.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422681.htm