用于光化學(xué)反應(yīng)儀的不對稱催化劑
光化學(xué)反應(yīng)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(guān)系就像左手和右手，不能通過旋轉(zhuǎn)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(gòu)成一對對映異構(gòu)體。它們在原子組成上完全一致，許多宏觀物理性質(zhì)和微觀化學(xué)反應(yīng)性能也可能會完全相同，但在體內(nèi)的生理活性卻可能存在很光化學(xué)反應(yīng)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(yīng)藥物的沙利度胺（反應(yīng)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(qiáng)烈的致畸作用。
為了實(shí)現(xiàn)用化學(xué)方法合成所需絕對構(gòu)型的手光化學(xué)反應(yīng)儀性化合物，科學(xué)家們不斷研究所謂的不對稱催化反應(yīng)，其核心便是不對稱催化劑。現(xiàn)在梅格斯教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這種含金屬的不對稱催化劑可以經(jīng)濟(jì)、高效、高選擇性地合成絕對構(gòu)型的手性化合物。特別值得光化學(xué)反應(yīng)儀稱道的是該催化劑可以吸收可見光進(jìn)而誘發(fā)不對稱化學(xué)轉(zhuǎn)換，梅格斯說：“可見光，例如陽光，是綠色化學(xué)中最重要的能量來源。
在接受科技日報(bào)記者采訪時，光化學(xué)反應(yīng)儀論文的第一作者，博士生霍浩華介紹說：“長期以來，光化學(xué)反應(yīng)在合成化學(xué)中的應(yīng)用受到諸多限制，困境就是缺乏有效的策略來控制有機(jī)分子的三維手性結(jié)構(gòu)。目前報(bào)道的、為數(shù)不多的不對稱光反應(yīng)都是通過組合催化劑來實(shí)現(xiàn)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(xué)反應(yīng)儀是光反應(yīng)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(xué)反應(yīng)儀扮演著化學(xué)轉(zhuǎn)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(yīng)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(xué)選擇性。”
作為“千人計(jì)劃”的入選者，梅格斯教授帶領(lǐng)的研究小組由德國馬爾堡大學(xué)和中國廈門大學(xué)的研究人員共同組成，這項(xiàng)研究同時得到了德意志研究聯(lián)合會和光化學(xué)反應(yīng)儀中國國家留學(xué)基金委的資助。談到該研究的意義，梅格斯教授向科技日報(bào)記者介紹說：“今年的諾貝爾物理學(xué)獎和化學(xué)獎分別授給了發(fā)展高效發(fā)光器件和光化學(xué)反應(yīng)儀研究超高分辨率熒光顯微鏡的科學(xué)家。光與物質(zhì)之間的相互作用構(gòu)成了科學(xué)研究中最活躍的領(lǐng)域之一。可見光誘導(dǎo)不對稱反應(yīng)也一直是合成化學(xué)界充滿誘惑的科學(xué)難題。
