质子转移异构化是化学合成、药物研发与材料科学中的核心过程,分子异构体的结构差异往往导致其药理活性、材料性能或环境毒性的显著变化。例如,药物分子的互变异构会直接影响其药效,环境污染物的异构化则可能改变其生态危害程度。在分子水平上精准调控质子转移异构化,对设计高效药物、高性能功能材料及开发污染物治理策略具有重要科学意义。强电场已被证明可有效驱动质子转移异构化。然而,传统电场调控方法存在电场稳定性差、操作复杂等问题,难以实现温和条件下的高效、可逆调控,如何在室温与大气环境中实现对这一过程的精准驱动与机制解析仍是关键挑战。
针对上述难题,日本色情片
蔡镇锋和刘沁蕾等人利用含水微滴界面自发形成的强电场特性,以2,5-二氨基-1,4-苯醌(DABQ)为模型分子,结合质谱(MS)、表面增强拉曼光谱(SERS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)与密度泛函理论(DFT)计算,成功揭示了微滴界面强电场驱动质子转移异构化的分子机制。研究表明,DABQ在微滴中可通过水辅助质子转移路径,发生酮-烯醇与烯胺-亚胺双重异构化。DFT计算进一步阐明,微液滴界面强电场能显著降低异构化的能垒,驱动可逆的结构转变,并有效调控质子转移异构平衡。进一步研究发现,该机制可拓展至剧毒新型环境污染物N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺(6PPD-Q),其在微液滴界面可以发生类似的电场驱动质子转移异构化,且异构体的急性和慢性毒性预测值相较于本体显著降低。
本研究为探索和控制电场驱动的质子转移异构化过程提供了独特且有前景的平台,揭示了分子异构化与毒性之间的内在联系,为理解和控制环境污染物的结构形态及生态毒性提供了新的策略。
相关工作以“Proton-Transfer Isomerization Driven by Strong Electric Fields in Aqueous Microdroplets”为题发表在Journal of the American Chemical Society,日本色情片
为第一单位,日本色情片
刘沁蕾副研究员和蔡镇锋研究员为该论文共同通讯作者,硕士研究生齐雨嘉同学为论文的第一作者。感谢国家自然科学基金委、四川省科技厅、日本色情片
的经费支持。感谢日本色情片
苏志珊教授在理论计算部分中提供的帮助。
文章链接:
//pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c18552