<p>一項化學(xué)合作帶來了一種將二氧化碳用于良好甚至健康用途的創(chuàng)造性方法：通過電合成將其整合到一系列對藥物開發(fā)至關(guān)重要的有機分子中。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在此過程中，團隊有了創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。 通過改變電化學(xué)反應(yīng)器的類型，他們可以生產(chǎn)兩種完全不同的產(chǎn)品，這兩種產(chǎn)品都可用于藥物化學(xué)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團隊的論文&ldquo;Electrochemical Reactor Dictates Site Selectivity in N-Heteroarene Carboxylations&rdquo;于 1 月 5 日發(fā)表在《自然》雜志上。 該論文的共同主要作者是博士后研究員 Peng Yu 和 Wen Zhang，以及中國四川大學(xué)的 Guo-Quan Sun。</p> <p>&nbsp;</p> <p>由文理學(xué)院化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)教授宋琳帶領(lǐng)的康奈爾團隊此前曾使用電化學(xué)過程將簡單的碳分子縫合在一起形成復(fù)雜的化合物，無需貴金屬或其他催化劑 以促進化學(xué)反應(yīng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對于新項目，他們將目光投向了一個更具體的目標(biāo)：吡啶，這是 FDA 批準的藥物中第二常見的雜環(huán)化合物。 雜環(huán)是一種有機化合物，其中分子的原子連接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中至少一個不是碳。 這些結(jié)構(gòu)單元被認為是&ldquo;藥效團&rdquo;，因為它們經(jīng)常出現(xiàn)在藥用活性化合物中。 它們也常見于農(nóng)用化學(xué)品中。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員的目標(biāo)是制造羧化吡啶，即附加有二氧化碳的吡啶。 將二氧化碳引入吡啶環(huán)的優(yōu)勢在于它可以改變分子的功能并可能幫助它與某些目標(biāo)結(jié)合，例如蛋白質(zhì)。 然而，這兩個分子并不是天然的伙伴。 吡啶是一種反應(yīng)性分子，而二氧化碳通常是惰性的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;將二氧化碳直接引入吡啶的方法很少，&rdquo;該論文的共同資深作者 Lin 和四川大學(xué)的 Da-Gang Yu 說。 &ldquo;目前的方法有非常嚴重的局限性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Lin 的實驗室將其在電化學(xué)方面的專業(yè)知識與 Yu 團隊在有機合成中利用二氧化碳的專業(yè)知識相結(jié)合，他們能夠成功地制造出羧化吡啶。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;電化學(xué)為您提供了一種杠桿作用，可以撥動足以激活一些最惰性分子的潛力，&rdquo;林說。 &ldquo;這就是我們能夠?qū)崿F(xiàn)這種反應(yīng)的方式。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團隊在進行電合成時偶然發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn)。 化學(xué)家通常以兩種方式之一進行電化學(xué)反應(yīng)：在未分隔的電化學(xué)電池中（其中提供電流的陽極和陰極位于同一溶液中）或在分隔的電化學(xué)電池中（其中陽極和陰極由 一種多孔分隔器，可阻擋大的有機分子但允許離子通過）。 一種方法可能比另一種更有效，但它們都生產(chǎn)相同的產(chǎn)品。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Lin 的團隊發(fā)現(xiàn)，通過從分裂細胞切換到未分裂細胞，他們可以選擇性地將二氧化碳分子連接到吡啶環(huán)的不同位置，從而產(chǎn)生兩種不同的產(chǎn)物：未分裂細胞中的 C4-羧化和分裂細胞中的 C5-羧化。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是我們第一次發(fā)現(xiàn)，只要簡單地改變電池，我們稱之為電化學(xué)反應(yīng)器，就可以完全改變產(chǎn)品。&rdquo;林說。 &ldquo;我認為對它發(fā)生原因的機械理解將使我們能夠繼續(xù)將相同的策略應(yīng)用于其他分子，而不僅僅是吡啶，并且可能以這種選擇性但可控的方式制造其他分子。 我認為這是可以推廣到其他系統(tǒng)的一般原則。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>雖然該項目的二氧化碳利用形式不會解決氣候變化的全球挑戰(zhàn)，林說，&ldquo;這是朝著以有用的方式使用過量二氧化碳邁出的一小步。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>合著者包括博士后研究員王毅和博士生陸志鵬； 和四川大學(xué)的研究人員。</p> <p>&nbsp;</p> <p>康奈爾大學(xué)的研究得到了美國國家普通醫(yī)學(xué)研究所、禮來公司、康奈爾大學(xué)和斯隆基金會的支持。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。&rdquo;</p> </blockquote>