成铭聊时尚2024年11月14日发布:百年化学难题破解：研究人员颠覆实现化合物合成规则

在超过一个世纪的挑战之后，明尼苏达大学的化学家们成功合成了一种高度活性的化学化合物，这可能为开发创新药物、更安全的农业产品和改进的电子产品铺平道路。

几十年来，研究人员一直在研究一种名为N-杂芳烃的分子，这些分子是含有一个或多个氮原子的环形化学化合物。具有N-杂芳烃核心的生物活性分子广泛用于多种医疗应用、救生药物、农药和除草剂，甚至电子产品。

明尼苏达大学化学系助理教授、本研究的高级作者Courtney Roberts表示：“虽然普通人不会每天考虑杂环化合物，但这些独特的含氮分子在人类生活的各个方面都有广泛的应用。”

这些分子受到许多行业的高度重视，但化学家们制造起来极其困难。以往的策略能够定位这些特定的分子，但科学家们尚未能够创建这些分子的系列。部分原因是这些分子极其活性，以至于化学家们使用计算模型预测它们应该不可能制造出来，这造成了一个多世纪以来的挑战，并阻止了这种化学物质的创造。

明尼苏达大学化学研究生、本文的主要作者Jenna Humke说：“我们所做的是在特殊设备下运行这些化学反应，同时排除我们大气中常见的元素。幸运的是，我们在明尼苏达大学拥有这样做的工具。我们在氮气下的密闭手套箱中进行实验，这创造了一个化学上不活跃的环境，用于测试和移动样本。”

这些实验是通过使用有机金属催化——金属和有机分子之间的相互作用来完成的。这项研究需要有机化学家和无机化学家之间的合作。这在明尼苏达大学是常见的。

Roberts补充说：“我们能够解决这个长期存在的挑战，是因为明尼苏达大学化学系是独特的，我们没有正式的部门划分。这使我们能够组建一个由所有化学领域专家组成的团队，这是完成这个项目的关键组成部分。”

在本文介绍化学化合物后，接下来的步骤将是使其在多个领域的化学家中广泛可用，以简化创建过程。这可能有助于解决诸如防止粮食短缺和治疗疾病以拯救生命等重要问题。

这项研究不仅展示了化学合成领域的重大进展，而且强调了跨学科合作在解决复杂科学问题中的重要性。那么，您如何看待这种新型化合物在医学、农业和电子领域的应用前景？您认为它将如何影响我们的生活和科技产业？欢迎在评论区分享您的想法，与我们共同探讨这一激动人心的科学突破。

参考资料：DOI： 10.1126/science.adi1606