新催化剂使合成烯异构体成为可能

2011-3-28 10:02 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网3月23日报道,美国科学家研发出了一种新催化方法,可利用以金属钼为基础的催化剂合成出比烯能量更高的烯异构体,这些烯异构体可广泛应用于生物、化学和有机合成等领域。研究发表在3月24日出版的《自然》杂志上。

  烯是含双碳键的分子,普遍存在于药物和生物活性分子中。2008年,美国麻省理工学院的理查德·施罗克(曾因其在烯烃复分解催化剂研究方面取得的成就荣获了2005年的诺贝尔化学奖)和波士顿大学的化学教授埃米尔·胡韦达在《自然》杂志上公布了能进行烯复分解反应的以金属钼为基础的新型催化剂,新催化剂可将相对简单的含双键的化合物转化成更复杂的化学结构,且容易制备。

  现在,这两名科学家领导的研究团队证明,这种催化剂能用两个更简单、更容易获得的分子生产出能量更高的烯异构体。

  有些烯以反式烯(E异构体)的Z型而存在;另外一些则采用顺式烯(能量更高的Z异构体)的U型而存在。烯分子的Z异构体可广泛应用于药物化学、化学生物学、有机合成和材料研究等领域,而因为合成Z异构体所需要的催化剂必须足够活跃,且不能破坏顺式烯的U型几何形状,科学家一直在寻找通过烯复分解反应合成烯分子的Z异构体的催化方法,现在终于找到了。

  胡韦达团队证明,使用丰富且廉价的金属钼为基础的催化剂能产生一种Z选择性“交叉复分解反应”,在这种烯复分解反应中,两个不同的包含烯的分子被熔化成一个分子,且其副产品仅仅为乙烯(可能是最小的包含烯的分子),很容易移除掉。

  研究人员通过这种新催化方法分别合成出了功能强大的抗氧化剂缩醛磷脂和免疫刺激剂KRN7000,缩醛磷脂对阿尔茨海默病病患的细胞功能非常重要,KRN7000能对抗老鼠体内的肿瘤、自我免疫疾病以及移植物抗宿主病(由于移植物的抗宿主反应而引的一种免疫性疾病),从而进一步证明了这种金属用途的多样性和广泛性。