Видимый свет и каталитические наночастицы производят биоактивные молекулы
Химики Северо-Западного университета использовали видимый свет и наночастицы для быстрого, простого синтеза молекул, используемых для производства лекарств.
Под действием света нанокатализатор из квантовых точек запускает реакции со структурами, имеющими специфический состав и расположение атомов, сообщает eurekalert.org. Его можно восстановить для участия в дополнительных процессах.
«Частицы ведут себя скорее как органические молекулы, а не металл, — сказала профессор Эмили Вейс, руководитель проекта. – Электроны зажаты в настолько маленьком пространстве, что их реактивность следует правилам квантовой механики. Мы можем воспользоваться этим свойством вместе с характеристиками поверхности наночастиц».
Выводы исследования опубликованы в Nature Chemistry. Это – первый случай применения поверхности наночастиц как основы для циклоприсоединения, простого механизма производства сложных, потенциально биоактивных веществ.
«Мы используем каталитические наночастицы для получения желаемого класса молекул, четырёхзамещённых циклобутанов, за счет одноэтапной реакции. Она обеспечивает не только большой выход вещества, но и расположение атомов, подходящее для производства лекарств, — сказала Вейс. – Эти молекулы сложно получить любым другим способом».
Материал использует свет видимого спектра. С его помощью катализатор активирует молекулы на своей поверхности, заставляя их формировать более крупные структуры с конфигурацией, полезной для биологических задач. Новые большие объекты легко отделяются от наночастицы, освобождая ее для повторного использования.
Для исследования команда Вейс использовала каталитические структуры, размером 3 нм, из полупроводника селенида кадмия. Наночастицы помещали в раствор с различными алкенами. Каркас молекул составляет связь углерод-углерод, необходимая для формирования циклобутанов.
