科技日報記者 劉霞
美國加州大學(xué)爾濱分校化學(xué)家首次在水中穩(wěn)定生成活性分子卡賓，并將其分離出來持續(xù)觀察數(shù)月。最新研究不僅證實了67年前提出的維生素B1的作用機制，更為綠色制藥技術(shù)提供了新思路。相關(guān)研究發(fā)表于新一期《科學(xué)進展》雜志。
卡賓，又稱碳賓、碳烯卡賓，是某些有機反應(yīng)的中間物質(zhì)。其中碳原子最外層有兩個電子沒有參與成鍵，這使其異常活躍，容易與其他分子發(fā)生反應(yīng)，在水中通常也會立即分解。
1958年，美國化學(xué)家提出維生素B1在生物體內(nèi)會通過轉(zhuǎn)化為卡賓來驅(qū)動生化反應(yīng)。但由于卡賓在水中極不穩(wěn)定，該假說長期缺乏實驗支撐。在最新研究中，科學(xué)家首次在水中產(chǎn)生穩(wěn)定的卡賓并對其進行了深入觀測。
研究團隊創(chuàng)新性地設(shè)計出一種“分子盔甲”，將卡賓包裹其中，使其免受水分子的影響。得到的結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)定，他們用核磁共振光譜和X射線晶體學(xué)對其進行研究，為卡賓等分子存在于水中提供了確鑿證據(jù)。
團隊解釋稱，目前生產(chǎn)藥品、燃料等工業(yè)過程大多使用金屬催化劑，且依賴有毒的有機溶劑。卡賓通常被用作金屬基催化劑內(nèi)的“配體”或載體結(jié)構(gòu)，如果能讓這些強大的金屬催化劑在水中發(fā)揮作用，有助于這些反應(yīng)變得更清潔、更便宜、更安全。此外，細胞主要由水組成，卡賓等活性中間分子可在水中產(chǎn)生并穩(wěn)定存在，也使科學(xué)家能更逼真地模擬細胞內(nèi)自然發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
