将光点击化学提升到新的水平

在格罗宁根大学和阿姆斯特丹大学(荷兰)与欧洲非线性光谱实验室(意大利)的合作中，研究人员已经能够大幅改进光点击化学。他们能够通过策略分子取代来提高流行的 PQ-ERA 反应中光点击化合物的反应活性。他们在英国皇家化学学会的旗舰期刊《化学科学》上报道了出色的光反应量子产率、高反应速率和显着的耐氧性。该论文被指定为热门文章和本周精选。

阿姆斯特丹大学分子光子学小组(范特霍夫分子科学研究所)的 Michiel Hilbers 和 Wybren Jan Buma 参与了这项研究，其中合成和反应表征部分是在 Wiktor Szymanski 和诺贝尔奖获得者的实验室中进行的格罗宁根大学的本·费林加 (Ben Feringa)。

光点击化学是一种光激活的点击化学(2022 年诺贝尔化学奖)，是一套优雅而高效的化学反应方法，可耦合专用分子单元以产生所需的产物。光点击化学比传统点击化学具有独特的优势，因为它可以对反应进行高度的空间和时间控制。它具有广泛的应用，包括 3D 打印、蛋白质标记和生物成像。

促进 PQ-ERA 光点击反应

一种特定的光点击反应是所谓的 PQ-ERA 反应 - 9,10-菲醌 (PQ) 与富电子烯烃 (ERA) 的光诱导光环加成反应。它因其优异的动力学和生物相容性而备受关注。然而，传统使用的 PQ 化合物的反应活性有限，这阻碍了其整体效率。

在《化学科学》杂志上发表的这项研究中，国际研究小组提出了一个简单的策略来改变这种状况。他们描述了 PQ 支架 3 位的噻吩取代如何显着增强 PQ 三重态的反应性，从而提高 PQ-ERA 反应的效率。阿姆斯特丹分子光子学小组的纳秒时间分辨光谱研究和量子化学研究与佛罗伦萨进行的飞秒时间分辨光谱研究相结合，为这种特定的光点击化学提供了基本的了解。研究表明，取代显着增加了反应三重态的数量(3ππ*) 在 3-噻吩 PQ 的激发过程中。这导致PQ-ERA 反应系统具有出色的光反应量子产率(FP，高达 98%)、高二阶速率常数(k 2，高达 1974 M − 1 s − 1 )以及显着的耐氧性。

这些结果为进一步改进反应铺平了道路，为快速高效的光点击转化提供了良好的前景。

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