Only Perception: 成為反應容器的單晶

2008-09-08

成為反應容器的單晶

Single Crystals as Reaction Vessels
http://www.physorg.com/news139568972.html

September 02, 2008

來自於東京大學的日本研究者創造出一種複合物，能結晶形成一種多孔固體。常見的試劑，即便龐大，都能輕易地擴散至這些孔中，而且有足夠的機動性與嵌入的基質反應。如同他們在 Angewandte Chemie 中的報導，這些孔作用如同結晶狀的分子試管。反應產物能直接透過 X 光結晶學方法檢驗。

只有單晶能以 X 光結晶學檢查。結晶體的 X 光繞射能用來決定其結構。液體沒有這麼容易分析。在固態反應中，此技術受限於容器（cases），在其中結構性變化非常少。龐大的反應物甚至連平常緊緊擠在一起的結晶體都無法進入，而結晶體則通常在反應期間被分解。

一個由藤田誠（Makoto Fujita）所領導的團隊開發出一種鋅離子與芳香環系統複合物，那形成具有大孔之強健網狀物的結晶體。此化合物在這樣的構成下，原子的反應基（reactive groups），如胺基，能伸入這些孔中。

將此結晶體浸入某種包含常見反應物的溶液中，使這些與嵌入的反應夥伴（reaction partners）接觸。甚至連龐大的分子都能進入大孔中。研究者因而能使胺基與乙酐（acetic anhydride，無水醋酸）或苯胺起反應。這些所用試劑的反應性以及反應路線，猶如反應物彼此在溶液中自由地相遇。結晶體會逐漸改變顏色，但不管反應如何，均以結晶狀形態存在。

因為反應最終產物仍屬單晶形態，反應路徑能以 X 光結晶學的方式追蹤。不穩定的反應產物以及中間產物也因而能在原處產生以及被偵測。在孔內的化學反應如果有需要的話，也能將孔壁修改，例如配備自由酸基。

※ 這東西頗有趣，相關報導：

＊ Single-Crystalline Molecular Flasks: Chemical Transformation with Bulky Reagents in the Pores of Porous Coordination Networks
http://dx.doi.org/10.1002/anie.200802545

Takehide Kawamichi, Tomoki Kodama, Masaki Kawano, Dr.,
Makoto Fujita, Prof. Dr.
Angewandte Chemie International Edition, Aug. 8, 2008
doi: 10.1002/anie.200802545