404 仿光合作用消炎药 - Materials Views 中国

仿光合作用消炎药

在自然界中,植物通过光合作用将光能转化为化学能,这一过程中所需要的碳原子来源于空气中的二氧化碳。现在科学家们从中得到灵感,巧妙的提出一个崭新方案:利用光化学方法同样以二氧化碳分子作为碳源,并且将其成功地应用于两种消炎药前驱体的合成。

近期出版的Angew. Chem.上,Boston College 的Kian Tan教授和Dunwei Wang教授的研究组展示了受自然界光合作用机理启发而得到的科研成果:他们使用p型硅纳米线有效地吸收太阳光并将其转换为可利用的电子,随后纳米线表面的电子传递到溶液中的有机分子上,从而引发有机分子的还原反应;被还原的有机分子以自由基的形式存在于溶液中,进而有效地与二氧化碳分子结合,最后经过质子化处理得到羧酸化产物。该研究成果提供了通过光化学反应制备ibuprofen和naproxen等消炎药前驱体的新方法。值得一提的是这一反应的选择性和产率非常高。

此项研究与传统方法中以光能直接还原二氧化碳成燃料的过程截然不同,它更接近自然界中的光合作用。Tan教授和Wang教授提出在光电化学中以能级合适的有机分子自由基来高效捕捉二氧化碳,显著提高了反应的选择性和产率。这种新颖的思路,有望解决困扰工业界和学术界已久的一个难题:如何提高已有的传统方法中将二氧化碳光还原成燃料过程中面临的低选择性和低产率。该研究有望成为太阳能在医用药物以及高价值的精细化工产品合成上应用的新突破。

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