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Synthesis

C&EN2018年度分子

化学新闻媒体报道的今年广受关注的化合物

by Celia Henry Arnaud
January 3, 2019 | APPEARED IN VOLUME 96, ISSUE 49

 

在英国发现的俄罗斯神经毒剂

当诺维乔克(Novichok)神经毒剂家族的一员—很可能是A-234—被用于企图谋杀居住在英国索尔兹伯里的俄罗斯前双面间谍斯克里帕尔及其女儿尤利娅时,这些化合物在3月份受到世界关注。

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看似简单却难以合成的分子

科学家们在60年前第一次报道合成了二甲基钙,但是这一反应在此后再也未被复制过。今年,德国化学家报道了他们成功合成了这个看似简单的分子,这可能会带来新的催化剂或试剂。该实验的诀窍在于找到合适的起始原料,并设计一种能够纯化易被污染的反应物的方法(J. Am. Chem. Soc. 2018,DOI: 10.1021/jacs.7b12984)。研究人员使用二甲基钙制备重格氏试剂和末端钙甲基化合物。

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类似纳米土星的超分子复合物

东京工业大学的化学家合成了一个类似于纳米土星的超分子复合物。该复合物由C60组成,C60被束缚在有取代蒽单元构成的大烃环内(Angew. Chem.,Int. Ed. 2018,DOI: 10.1002/anie.201804430)。弱CH-π作用力将整个复合物结合在一起。

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Credit: Angew. Chem., Int. Ed.

半个世纪以来发现的第一个新立体异构体

在合成含有硼-氧-硼桥的卟啉大环化合物时,一个国际研究团队发现了一种新型的异构体,被称为“akamptisomers”。该异构体是由键角反转而生成的,其弯曲的中心原子通过单键,与三个不同原子键连的原子连接, 并向相反方向弯曲(Nat. Chem. 2018,DOI: 10.1038/s41557-018-0043-6) 。在本次研究人员所研究的大环化合物中,桥键中的氧原子通过弯曲键角,可以在卟啉环的任意一侧折叠。

人工合成死亡帽蘑菇毒素

不列颠哥伦比亚大学的研究人员设计了一种合成α-鹅膏蕈碱的方法,α-鹅膏蕈碱是一种由死帽蘑菇产生的毒素,也是一种潜在的抗癌化合物。为了合成双环八肽,化学家们安装了一种精巧的6-羟基 - 色胺素的交联(蓝色),对毒素的(2S,3R,4R)-4,5-二羟基异亮氨酸基团(红色)进行了对映选择性合成,同时添加了具有正确立体化学构型的亚砜(绿色)。研究人员使用了大量的氧化剂,并选择了正确的溶剂(J. Am. Chem. Soc. 2018,DOI: 10.1021/jacs.7b12698)。

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自由基聚合物破电导率记录

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自由基聚合物的导电性通常低于其共轭类似物,后者具有可以使电子穿梭的离域键。然而,一种新的非共轭有机自由基聚合物的导电率是其它有机自由基聚合物的1000倍,因而可能被用在电池或显示器中。该材料名为聚(4-缩水甘油氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)或PTEO,具有柔性醚骨架和侧链氮氧自由基(Science 2018,DOI: 10.1126/science.aao7287)。普渡大学的研究人员通过将该聚合物加热至80°C,然后冷却至室温,提升了其电导率。在实验过程中,聚合物主链弯曲,并使氮氧化物基团在整个材料中形成导电通路。

化学合成多孔石墨烯

西班牙科学家利用化学合成技术,合成了在特定位置出现纳米孔的石墨烯。此举赋予该石墨烯半导体特性,而这种石墨烯也被整合到工作中的晶体管中(Science 2018,DOI: 10.1126/science.aar2009)。研究人员在超高真空下将二苯基-10,10’-二溴-9,9’-联蒽(DP-DBBA)升华,使其到达金基底上,并在200℃左右聚合,以合成出多孔石墨烯。在更高温度下的进一步加热使该聚合物环化并脱氢,形成纳米带,然后促使纳米带与其间的孔融合。

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化学家们结了个很大的结

由324个原子构成的、在分子内部连续反复编织,跨过九个交叉点,形成了迄今为止最复杂的分子结(Nat. Chem. 2018,DOI: 10.1038/s41557-018-0124-6)。这一结构是曼彻斯特大学的化学家们通过将六个长的构建模块拼接在一起而合成出来的,而每个模块末端含有烯烃基团,中间有三个联吡啶基团。这些配体绕六个铁离子扭曲,通过它们的联吡啶氮原子与铁离子结合。通过使用一种常见的钌催化剂,该团队利用关环复分解反应将所有配体彼此连接,然后除去铁,最终生成了打成结的环。尽管这些类型的结通常被视为超凡的合成技术的示范,但研究人员希望它们有朝一日可被用作催化剂或其他用途。.

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Credit: Nat. Chem.

该报道由李杰为C&EN翻译。文章的原始英文版本如下。

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