轮烷-金配合物具有良好的催化性能

英国科学家说，机械手性可能很快就会在催化中找到一席之地，为制造重要分子提供了新的方法。这个团队创造了一个黄金结合机械平面手性轮烷的复合物，并利用它来介导有机反应，展示了利用机械键进行选择性合成的潜力。

手性化合物以两种镜像形式存在就像我们的左手和右手一样。由于分子的形状对其化学行为有很大的影响，因此能够一手合成化合物在化学中是非常重要的。为了做到这一点，研究人员通常使用本身就是手性的催化剂。“在这项工作中，我们使用了一种叫做轮烷的分子，它的手性不是由于原子之间的化学键，而是由于一种叫做机械键的东西，”解释说Stephen Goldup他领导了这项研究。轮烷是由哑铃形轴上的大环组成的连锁分子。“如果环和轴具有正确的对称性，那么当结合在轮烷中时，结构就是手性的。”

研究人员合成了一种手性轮烷，可以与金离子结合。“使用这种催化剂，我们能够选择性地制造一种环丙烷产品，”戈德普说。“这是这种机械手性轮烷首次被用于催化。“在合成过程中，金离子首先与乙炔反应形成反应中间体——金卡宾，然后与苯乙烯反应形成环丙烷产物，并再生金催化剂。”戈德厄普解释说:“因为金碳烯与轮烷结合在一起，所以它被固定在由机械键形成的‘手性口袋’中。”“这意味着通往环丙烷的两个手的路径以不同的速度发生，因此产物的一个手是有选择性地形成的。“轮烷催化剂的选择性与该反应的最佳催化剂相当。

诺贝尔奖得主弗雷泽·斯图达特没有参与这项研究的美国西北大学教授称这项工作为“杰作”。他说:“这种全新的手性金催化剂可以与传统的金催化剂相媲美，它的后续产品很可能在制药行业得到应用，市场上50%以上的药物都是手性产品。”斯托达特还指出，由机械键合结构所提供的反应空间和限制类似于酶的结构特征。他说，随着时间的推移，机械催化剂可能会开始与自然催化剂竞争，而超分子催化剂总体上未能实现其最初的承诺。

阿尔贝托Credi意大利博洛尼亚大学的教授，他也认为机械手性可以为选择性催化开辟新的机会。“这项令人兴奋的原理证明研究的结果是在特定条件下的特定化学反应中获得的。这项工作的新元素是，催化剂不是一个分子或简单的配位化合物，而是一个机械连锁的分子，”他说。“这对于设计具有手性口袋的催化剂很有希望。”

然而，手性轮烷很难合成。“我们小组的工作已经导致了制造这些分子的新有效方法但即使我们在过去几年里付出了所有的努力，制造用于催化的机械手性结构仍然具有挑战性，”戈德普说。斯托达特对此表示赞同:“目前，这些酶类似物的设计和合成还远不是那么简单。”“尽管机械手性化合物仍然很难制造，但希尔德和戈德普报道的第一个例子让化学界开了个好头。”现在开始研究他们和其他人的研究能走多远。”