科学:太阳爱好的电子如何寻找弱键

 作者:诸豉     |      日期:2017-08-10 06:44:03
作者:JOHN EMSLEY电子通常沿着分子中的共价键流动但现在,化学家已经发现了一种分子,其中电子可以通过称为氢键的松散键移动这一发现可以深入了解由阳光引发的植物化学反应的运作共价键,即将有机分子保持在一起的强键,由与其相邻的一个或多个电子共享的原子形成氢键很弱,依赖于一个分子中氢原子(略带正电荷)与另一个分子中的氧或氮原子(带有轻微带负电)之间的吸引力德克萨斯大学奥斯汀分校的Jonathan Sessler和他的同事证明,如果两个分子通过这种键连接在一起,如果被光激活,一个中的电子可以在几分之一秒内移动到另一个发生电子转移的最着名的生物系统是叶绿素阳光激活一个大的原子环中的电子,称为卟啉,其中心有一个镁离子,从那里电子移动到需要它的地方但没有人知道如何现在德克萨斯州的化学家们已经证明电子可以使用氢键从一个分子跳跃到另一个分子他们构建了一个系统,其中锌卟啉分子可以通过激光激活该分子作为电子的“供体”,通过氢键与苯醌分子连接 - 苯醌分子作为受体化学家通过它引起的荧光发现电子到达受体 Sessler和他的同事为他们的实验建立的两个分子通过成对的含氮碱基之间的氢键相互吸引类似的键将DNA分子双螺旋的两条链结合在一起化学家确保电子不会从供体到受体的空间跳跃 - 如果它们相当接近它可能会做 - 通过使它们的分子系统刚性和平坦,供体和受体元素相隔很远(Journal of the美国化学学会,第115卷,第10418页)他们用生物成分构建了他们系统的两半为了制造第一个分子,他们将苯环直接连接到基础鸟苷的分子上,并在其上构建卟啉部分得到的鸟苷 - 苯 - 卟啉位于一个平面内,因为该形状允许的离域键合所赋予的稳定性这种类型的键合还允许电子容易地流动,至少流到氢键的位置将相同的原理应用于其系统中另一个分子的构建,再次使其平坦 - 这次通过将对苯二酚单元直接连接到基础胞苷的环上当它们将它们的两个分子聚集在一起时,它们形成预期的三个氢键,整个组件保持平面排列塞斯勒然后开始发现电子是否会流过这些键在将锌卟啉分子单独暴露于激光时,Sessler发现它发出1.8纳秒的荧光但是在苯醌的存在下,该分子发出荧光仅0.74纳秒他们说,只有当电子到达苯醌时才会发生这种变化,