可见光和纳米颗粒催化剂可产生理想的生物活性分子

西北大学的化学家使用可见光和极小的纳米粒子来快速，简单地制造与许多用于药物开发的先导化合物相同级别的分子。

由光驱动下，纳米粒子催化剂进行化学反应，具有非常特殊的化学产品- 分子不只是有正确的化学式，但也有其原子在空间的具体安排。催化剂可以重新用于其他化学反应。

半导体纳米粒子被称为量子点-很小，以至于它们只有几纳米。但是小尺寸就是力量，为材料提供了诱人的光学和电子特性，而这在更大的长度范围内是不可能的。

领导这项研究的艾米丽·魏斯(Emily A. Weiss)说：“量子点的行为比金属纳米粒子更像有机分子。” “电子被压缩到一个很小的空间中，以使它们的反应性遵循量子力学的规则。我们可以利用它以及纳米粒子表面的模板作用。”

这项工作是由《自然化学》杂志最近发表的，它是首次将纳米颗粒的表面用作光驱动反应(称为环加成反应)的模板，该反应是制备非常复杂的，具有潜在生物活性的化合物的简单机制。

魏斯说：“我们使用纳米颗粒催化剂，通过简单的一步反应即可获得所需的一类分子，即四取代的环丁烷，这种反应不仅可以高产率地生产分子，而且具有与药物开发最相关的原子排列。” 。“这些分子很难以任何其他方式制造。”

Weiss是Weinberg文理学院的Mark and Nancy Ratner化学教授。她擅长控制量子点中的光驱动电子过程，并使用它们以前所未有的选择性执行光驱动化学反应。

纳米粒子催化剂利用可见光中的能量来活化其表面上的分子，并将它们融合在一起，从而形成可用于生物应用的较大分子。然后，较大的分子容易从纳米颗粒上脱离，释放出纳米颗粒以在另一个反应循环中再次使用。

在他们的研究中，Weiss和她的团队在溶液中使用了由半导体硒化镉和各种称为烯烃的起始分子制成的三纳米纳米颗粒。烯烃具有形成环丁烷所需的核心碳-碳双键。

该研究的标题为“由量子点光催化的区域和非对映选择性分子间[2 + 2]环加成”。