每个生物反应都是化学反应。例如，我们的肺和血细胞中的二氧化碳与氧气的交换是由释放化学物质和用新物质重新形成的分子引起的。癌细胞的不受控制的复制是破坏的化合物错误传递的结果。开发改良药物以促进有益反应或预防有害反应的吸引力促使有机化学家更好地了解如何在实验室中合成产生这些分子和反应。

来自日本横滨国立大学的一个团队已经迈出了一步，他们的最新研究成果于7月19日在有机化学杂志上发表。

研究人员开发了氧杂环，它是由两种或多种元素的原子组成的环结构。这些化合物构成人的遗传密码中的所有核酸。含有氮的杂环的另一种形式是在美国生产的药物的一半以上。氧杂环特别含有至少一个氧原子。它们具有多种用途，包括用于治疗癌症和心力衰竭的药物。

“我们专注于氧杂环化合物，由于其结构单元在药物化学和材料科学中的相关性而引起了人们的极大兴趣，”该研究的通讯作者和环境与信息科学研究生院研究员Yujiro Hoshino表示。横滨国立大学。

环境与信息科学研究生院的另一位研究对象本山清教授补充说，他们的“目标是开发具有成本效益和更温和的合成途径来制造氧杂环化合物”。

传统上，氧杂环是通过对两个分子施加高温来制备的。该过程消耗时间和能量，并且不产生大量的杂环。Honda和Hoshino的团队专注于一种涉及光敏碳基盐设计的方法。他们将盐添加到两种类型的化合物中，一旦它们反应就形成环，并用绿光照射该组合物。

“这种反应特别有吸引力，因为它可以容纳大量的原子并提供各种合成有用的含氧杂环的有效途径，”Hoshino说。“这种反应也可以在温和的实验条件下进行 - 室温和可见光。”

该方法产生高产率的氧杂环。根据Hoshino的说法，成功的反应是由于盐上的结构称为给电子基团。电子被绿光激发，盐从化合物中提取电子以与其他化合物组分反应。

接下来，研究人员计划转向不同颜色的光来驱动不同的反应。据Hoshino说，他们特别感兴趣的是建立一个更加困难的红灯反应。红光比绿光波长更长，频率更低，这意味着它比光谱图上的可见光更接近红外光。红光反应可以促进杂环的更高产量，但它需要更高的准确性和效率。

“我们的下一个目标是扩大反应范围，”星野说。“我们预计未来将会扩大使用各种可见光驱动的反应，我们计划继续为此做出贡献。”