科学家开发了关于分子形状和动态性质的新概念

科学家们在一项新研究中证明，碳基分子比以前认为的更具活力。当一个碳原子与不同的基团形成四个键时，该分子可以以两种镜像形式存在。这些镜像形式在医学上至关重要，因为它们具有不同的生物活性。

通常，这些“对映异构体”之间不可能相互转换，因为这样做需要断开键，这是一个需要太多能量的过程。

来自杜伦大学和约克大学的研究人员证明，如果手性中心是动态分子笼结构的一部分，那么笼的简单重排可能会导致分子镜像形式的反转。

通过这种方式，通常被认为是固定和刚性的碳基立体化学可以变得动态、流动和响应——这是碳中心手性的新范例。

分子笼的结构中有九个碳原子，它们由一对碳碳双键和一个三元环丙烷环连接在一起。这种债券组合允许结构中的一些债券自发地相互交换位置。

项目首席研究员、杜伦大学的AishaBismillah博士说：“我们的动态碳笼改变形状的速度非常快。它们每秒在镜像结构之间来回跳动数百万次。看着它们适应环境的变化真是了不起。”

研究人员进一步揭示了这种独特的立体化学相互转化动态形式，证明笼的偏好可以传递到附近的金属中心，从而开启了这种响应手性可能在催化和生物医学手性分子合成中找到用途的可能性应用程序。

约克大学的PaulMcGonigal博士在反思这些结果推翻既定观念的方式时说：“我们的动态碳笼与其他分子和离子相互作用的方式令人着迷。笼适应，使镜像结构具有'最适合'。

“我们希望，在适当的时候，这种有趣的键合概念将被发现适用于其他情况，并有可能用于支持更多动态分子材料的新应用。”