在显微镜下直接观察Diels-Alder反应

每个化学家都知道Diels-Alder反应这种方法无需添加或移除任何原子，只需要摆弄6个电子，就能生成一个由6个碳原子组成的新环。现在，科学家们已经完成了在表面上进行反应并在反应发生时对每个阶段进行成像的艰巨任务。¹

Diels-Alder的基本版本，有一个共轭的二烯和一个烯烃或炔，几乎没有任何额外的分子基团，是历史上研究最多的一个。然而，它从未在表面上进行过。因此，没有人能够直接使用扫描探针显微镜观察它。

为了尝试这一点，小组迭戈佩纳在西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学，以及狮子座总瑞士苏黎世IBM研究院的研究人员不得不求助于这个简单反应的更复杂版本。他们没有选择三个双键进行环交换，而是选择了三个三键——一个六脱氢的Diels-Alder反应——这个反应的优点是可以生成一种平坦且反应性很强的产物——芳基。

为了确保两种反应物都在正确的位置，他们选择了一种它们已经是同一分子的一部分的结构。Tobe和他的同事首先在溶液中研究了这种分子²Peña解释道。“因此，我们很有信心它能在地面上工作。”

“我们证明了这种分子通过热退火在表面经历了Diels-Alder反应，”Gross补充道。在该方案中，在高真空和低温下结合到表面的分子被加热到更高的温度，在那里它有机会发生反应，然后再次冷却，通过扫描探针显微镜进行研究。

赞扬实验设计，哈利安德森牛津大学的教授指出:“这项工作的一个聪明之处在于，我们发现了一种分子，在这种分子中，分子内的Diels-Alder反应会因张力而加速，但它足够稳定，可以升华到表面而不触发反应。”

研究人员能够分析几种中间体和反应步骤，这对于表面和原子操作化学领域是有用的。然而，对于许多喜欢经典Diels-Alder反应的简单性的人来说，它还没有提供一个了解其工作原理的窗口。

“虽然这篇论文是将Diels-Alder反应应用于表面合成的重要一步，但两种不同分子之间的正常Diels-Alder反应如何在表面上进行还有待观察，”评论道迈克尔·戈特弗里德来自德国马尔堡大学。

为了实时观察反应，Peña和Gross现在已经与Jascha棱纹平布德国雷根斯堡大学。格罗斯说:“为了实现这个目标，反应应该由原子操纵来触发，而且应该是可逆的。”迪尔斯-阿尔德的反应肯定会很强硬，我们不会一开始就这么做。