研究人员创造新化合物来解决120年历史的问题

明尼苏达大学双城科学与工程学院的化学家首次创造了一种高活性化合物，这种化合物120 多年来一直困扰着科学家。这一发现可能带来新的药物治疗方法、更安全的农产品和更好的电子产品。

几十年来，研究人员一直在研究一种名为 N-杂芳烃的分子，这种分子是含有一个或多个氮原子的环状化合物。具有 N-杂芳烃核心的生物活性分子被广泛用于多种医疗应用、救命药物、杀虫剂和除草剂，甚至电子产品。

“虽然普通人日常生活中不会想到杂环，但这些独特的含氮分子却广泛应用于人类生活的各个方面，”这项研究的资深作者、明尼苏达大学化学系助理教授兼 3M 校友教授 Courtney Roberts 说。

这些分子受到许多行业的热捧，但对于化学家来说，制造它们却极具挑战性。以前的策略已经能够针对这些特定分子，但科学家还无法制造出一系列这样的分子。其中一个原因是这些分子反应性极强。它们非常活跃，以至于化学家们使用计算模型预测它们不可能制造出来。这给一个多世纪以来带来了挑战，并阻碍了制造这种化学物质的解决方案。

“我们能够做的是使用专门的设备进行这些化学反应，同时去除大气中常见的元素，”明尼苏达大学化学研究生、论文第一作者詹娜·胡姆克 (Jenna Humke) 说道。“幸运的是，我们在明尼苏达大学拥有这样做的工具。我们在封闭式手套箱中在氮气下进行实验，这创造了一个化学惰性环境来测试和移动样品。”

这些实验是利用有机金属催化(金属和有机分子之间的相互作用)完成的。这项研究需要有机化学家和无机化学家的合作。这在明尼苏达大学很常见。

“我们之所以能够解决这一长期存在的挑战，是因为明尼苏达大学化学系的独特之处在于我们没有正式的部门，”罗伯茨补充道。“这使我们能够组建一支由化学各个领域的专家组成的团队，这是完成这个项目的关键因素”

在本文介绍这种化合物后，下一步将是将其广泛提供给各领域的化学家，以简化制造过程。这将有助于解决诸如预防粮食短缺和治疗疾病以拯救生命等重要问题。

除了罗伯茨和洪克之外，明尼苏达大学的研究团队还包括博士后研究员罗曼·贝利 (Roman Belli)、研究生艾琳·普拉塞克 (Erin Plasek)、萨鲁·S·卡博 (Sallu S. Kargbo) 和前博士后研究员安娜贝尔·安塞尔 (Annabel Ansel)。

这项研究主要由国立卫生研究院和国家科学基金会资助。明尼苏达大学还资助了四个研究生研究奖学金，化学系还提供了启动资金。