北海道大学的一个研究小组已成功证明,碳-碳(CC)共价键可根据光和热灵活地伸缩。CC键的这种意想不到的柔韧性可以为有机化合物赋予新的特性。
刚性和坚固的CC共价键是有机和生物化合物中最基本的结构中国建材网cnprofit.com。了解它们的本质对于提高我们对化学现象的认识至关重要。
通常,CC键的长度几乎恒定。然而,研究人员是在极端延长的CC键很弱的前提下进行这项研究的,因此可以响应外部刺激而扩展或收缩。
该小组设计并合成了化合物,这些化合物在曝光时会环化形成笼状结构。他们研究了结构转变如何影响化合物核心的CC键长度。
研究人员发现,在光环化过程中,核心的CC单键可灵活收缩。他们还发现,加热可以逆转环化作用,并且当化合物返回原始状态时,CC键会扩展。
使用化合物的单晶作为类似物,研究人员可以直接观察其柔韧性并轻松详细地阐明其结构。
这是第一次直接观察到CC债券的扩张和收缩过程。科学家得出结论,这是一种新现象,其中CC键被拉长到极限时会获得柔性,从而降低了键合能。
此外,他们表明,由于极长的CC键可逆地膨胀和收缩,该化合物的氧化电势变化了1伏以上,这表明与该键的柔韧性有关的新特性。
研究人员说,合成具有更长键的化合物可能会通过独特的反应或性质的重大变化而导致更多的功能。
这项具有挑战性的研究旨在打破CC单键长度的记录,在开发可以通过新型响应模式激活/失活的材料中发挥着作用。
研究人员是北海道大学化学系的岛ji卓也,铃木孝典教授和石垣裕介教授。他们的研究结果发表在2020年9月30日的Angewandte Chemie国际版上。
这项工作是在他们于2018年进行的研究之后进行的,该小组合成了一种有机化合物,其CC键长超过标准记录的0.18纳米0.154纳米。