有史以来最复杂反应引发的原子操作创建分子导线

原子操作被用来创建有史以来最复杂的分子组装使用这种技术。结构与碳链分子导线,被操纵多达8个三键。这种新方法使分子导线可以帮助碳nanoribbons和分子电子学的制造。

原子力显微镜(AFM)可以让研究者去机械地“感觉”单分子表面的轮廓,从而记录图像的形状。扫描隧道显微镜(STM)使成像技艺使用类似的隧道效应取决于变化很小的探针与表面之间的距离。作为电压的STM需要应用,它也可以用来添加或删除电子从分子被研究,从而引发反应。反应的进展可以监控由AFM在结构方面,可以使用相同的设置。

这是第一次有人在单分子水平观察和控制骨骼重排

哈利安德森,牛津大学

通过应用这种新方法引发反应电压到特定的原子是综合开创于2016年狮子座总在IBM苏黎世,STM和AFM是一代发明的。在一起迭戈佩纳和他的同事们在西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学的,IBM集团专注于伯格曼cyclisation,可逆之间的互变现象anthracene-like三双自由基和一个版本,两个环合并成一个,包括两个碳碳三键,因此代表了一个循环diyne。diyne是一种很有前途的药物前体,可以用来形成高度有效的和反应性的双自由基在体内。

用有针对性的电压脉冲管理通过一个STM,苏黎世的研究人员dibromo导数的三重环分子转化为双游离基,然后进入循环diyne,回到双游离基,每次监测AFM的结构性变化。¹

下一个级别

化学家们一起哈利安德森和Przemyslaw Gawel总值英国牛津大学的团队在IBM现在已经能够适应类似的dibromo烯烃之间的互变现象,碳烯-像上面的双游离基,它有两个未配对价电子,但这一次在同一个碳原子和炔的原子操作方法到一个新的水平的复杂性。²

Gawel告诉必威体育 红利账户:“我听说狮子座总目前他的工作在伯格曼重排在巴黎的一次会议上,我意识到一个1的反应,1-dibromoalkene形成炔是类似的过程,两种反应涉及carbon-bromine债券的初始断裂,其次是重排。我和利奥在会议上讨论过这个,而且谈话导致这个项目。”

这种反应被称为Fritsch-Buttenberg-Wiechell重排自1894年以来,但其机制仍存在争议。虽然一些研究表明,碳烯的中间有一个重要的角色,别人指出直接路由到重排。

单分子第一

在新的研究中,AFM观察成功重排的氯化钠表面未能检测到长寿碳烯中间产物。相比之下,在铜表面,并产生碳烯的反应,但它与铜结合未能进行重排。利用STM刺激氯化钠表面,研究人员从dibromoalkene首先产生一个简单的炔。

“这是第一次有人在单分子水平观察和控制骨骼重排,”安德森说。' 1、2-shifts如Wagner-Meerwein重组有机化学中很重要,所以有趣的是看一个发生。在这种情况下,有趣的是,我们看到了激进的中间但看不到任何中间碳烯。

团队接着合成长链polyynes高达八三键,使用dibromo烯烃已经携带其他碳炔属烃链。长共轭polyynes感兴趣的两个理论有关sp杂交碳的性质考虑,对于实际应用在纳米电子分子导线。不过,他们可以在大部分不稳定,导致动机为捏造polyynes开发方法在表面,”安德森解释说。

saw - wai Hla领导美国俄亥俄大学,开创了表面反应的原子操作,欢迎提前“令人难以置信的成就”。研究人员构建了个人polyynes两个atom厚盐层一个分子一次”,Hla说。公布详细的反应步骤的能量和图像在这个工作不仅是重要的基本的认识化学还发现有用的新路径表面合成的分子。我可以想象构建新的分子系统尚未发现使用原子操作。

约翰内斯·巴斯德国慕尼黑工业大学也印象深刻,说,‘这优雅的工作传达了一个显著的进步有关的分子水平控制化学转换和全碳支架将sp-hybridised融合的实现。