化学键的打开和Ş成是发生化学反应的必l过E,U学家们也向往能够直接“看到”这些过E?br />
最q,以苏黎世IBM研究中心U学家Leo Gross为首的研I团队用扫描隧道显微镜Qscanning tunneling microscopyQSTMQ触发一个单分子反应Qƈ用原子力昑־镜(atomic force microscopyQAFMQ对该分子进行原子水q上的成像,包括形成自由Z间体和最l品时的细节(Reversible Bergman cyclization by atomic manipulation. Nature Chemistry, 2016, DOI:10.1038/nchem.2438Q?br />
STM驱动的反应(下)?qing)其AFM成像Q上Q。图片来源:(x)Nature Chemistry
该团队研I的是一U逆向的Bergman环化反应。Bergman环化反应发现?972q_(d)烯二炔(enediyneQŞ成双自由Z间体Q随后双自由Z间体获取两个氢Ş成环化物。一些抗癌药物,如卡奇霉素(calicheamicinQ也是通过该反应切割DNA而v效?br />
2013q_(d)加州大学伯克利分校的Felix R. Fischer和Michael F. Crommie{h利用AFM观察C烯二炔以怼的反应机理环化(Science, 2013, DOI: 10.1126/science.1238187Q,在这工作中Q研Ih员通过加热反应分子以促使反应发生?br />
而在q项新的研究中,Gross?qing)其同事使用STM探针的电(sh)压脉冲率先断开三环化合?,10-二溴蒽的W一个C-Br键,形成单自由基中间体,随后又断开W二个C-Br键,形成双自由基中间体。这一反应在NaCl表面上进行,盐表面可以稳定自由基Q从而进行AFM成像。随后他们又用另一个电(sh)压脉冲将双自由基中间体{换成双环二炔化合物?br />
整个q程是一个开环逆向B(ti)ergman反应外加一个单自由基步骤,单自由基步骤实际上ƈ不是Bergman机理的一部分。研Ih员还证明了该反应是可逆的Q二炔烃化合物可以重新Ş成双自由Z间体?br />
研究人员Uͼ该技术可以让化学安过在原子水q上操控分子来引发自由基反应。他们指出,该方法不仅能使新的化学反应成为可能,同时q有助于l装可用于分子电(sh)子器件和其它应用的功能分子?br />
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q项研究“是一个真正的H破”,波`鲁尔大学研究反应中间体的化学家Wolfram Sander评h(hun)道,在两个方向推q反应系l以?qing)可视化“是一伟大的成就”?/span>