光催化技術實現分子內“氮占氧巢”

科技日報北京10月8日電（記者劉霞）韓國高級科學技術研究所科學家憑借光催化技術，成功地從分子中提取出一個氧原子，并巧妙地用氮原子取而代之。最新研究有望改變藥物制造方式。相關論文發表于最新一期《科學》雜志。

分子內部即使出現微小的變化，也會產生重大影響。美國威斯康辛大學麥迪遜分校科學家此前就曾證實，改變雜環內的單個原子，會對藥物的療效產生深遠影響。先前的研究還表明，有些復雜分子可通過化學反應進行編輯，但成功者寥寥無幾。因此，當化學家想要對分子進行微調，甚至替換一個原子以用于測試時，他們必須從頭開始合成分子。

為打破這一困境，科學家一直在尋找更有效的方法來編輯分子，或者更具體地說，用一個原子替代另一個原子。在新研究中，韓國科學家開發出一種所謂“鉛筆—橡皮擦”技術：其中一個原子被擦除，另一個原子用“鉛筆”書寫。

這一技術的靈感源于化學家阿克塞爾·庫特爾和艾倫·拉布拉什·孔比耶于1971年發表的一篇論文。在那篇論文中，庫特爾和孔比耶使用紫外線將呋喃（最簡單的含氧五元雜環化合物）轉化為N-丙基吡咯，以提高其產量。但由于離域問題，這種編輯方法極具挑戰性。之前科學家的嘗試涉及施加高溫或輻射，但收效甚微。

在最新研究中，韓國科學家使用光催化劑來激活呋喃環，隨后利用紫外線，將呋喃中的氧原子與氮原子進行了交換。