化学的新篇章?科学家发现金属与氧结合的新方式

一种新方法揭示了氧与稀有金属结合的意想不到的方式。铁在身体如何利用氧气方面发挥着核心作用。在血红蛋白中,它与双氧(一对氧原子)结合,使血液将氧气输送到组织。但这只是故事的一部分。铁氧化合物,其中含有与 [...] 结合的铁

来源:SciTech日报

一种新方法揭示了氧与稀有金属结合的意想不到的方式。

铁在身体如何利用氧气方面发挥着核心作用。在血红蛋白中,它与双氧(一对氧原子)结合,使血液将氧气输送到组织。但这只是故事的一部分。铁氧化合物含有以高反应性形式与氧结合的铁,也会驱动肝脏中的关键化学反应,肝脏中的酶依靠它们来分解药物和毒素。

莱斯大学化学家劳尔·埃尔南德斯·桑切斯 (Raúl Hernández Sánchez) 着手探索氧是否可以与其他金属发生反应,特别是元素周期表最低区域(称为 f 区)的金属。该组包括上排的镧系元素和下面的锕系元素。

他提出,如果镧系元素可以与氧结合,它们可能会形成反应性的镧系元素-氧化合物。这些化合物可以作为铁氧化系统的合成替代品,并为化学家提供研究与生物学相关的小分子反应的新方法。

基本限制

一个主要障碍是 f 区金属,尤其是镧系元素,通常无法通过 pi 相互作用与氧等小分子相互作用。这些相互作用在许多生物系统中至关重要,包括蛋白质。在《美国化学会杂志》上发表的一项研究中,埃尔南德斯·桑切斯和他的团队报告了一种克服这一限制的方法。他们展示了如何实现双氧和称为钕的镧系金属之间的 pi 相互作用,从而形成镧系氧化合物。

“我们几年前开发了一个配体平台,”化学助理教授埃尔南德斯·桑切斯 (Hernández Sánchez) 说。 “你可以把它想象成一个篮子,让我们能够捕获金属并以鼓励特定类型结合的方式放置它们。”

实现前所未有的交互

尽管该研究的重点是钕,但该团队认为,相同的策略可以适用于使用相同配体框架的许多镧系元素和可能的锕系元素。