光催化技术实现分子内“氮占氧巢”

韩国高级科学技术研究所科学家凭借光催化技术，成功地从分子中提取出一个氧原子，并巧妙地用氮原子取而代之。最新研究有望改变药物制造方式。相关论文发表于最新一期《科学》杂志。

分子内部即使出现微小的变化，也会产生重大影响。美国威斯康辛大学麦迪逊分校科学家此前就曾证实，改变杂环内的单个原子，会对药物的疗效产生深远影响。先前的研究还表明，有些复杂分子可通过化学反应进行编辑，但成功者寥寥无几。因此，当化学家想要对分子进行微调，甚至替换一个原子以用于测试时，他们必须从头开始合成分子。

为打破这一困境，科学家一直在寻找更有效的方法来编辑分子，或者更具体地说，用一个原子替代另一个原子。在新研究中，韩国科学家开发出一种所谓“铅笔-橡皮擦”技术：其中一个原子被擦除，另一个原子用“铅笔”书写。

这一技术的灵感源于化学家阿克塞尔·库特尔和艾伦·拉布拉什·孔比耶于1971年发表的一篇论文。在那篇论文中，库特尔和孔比耶使用紫外线将呋喃（最简单的含氧五元杂环化合物）转化为N-丙基吡咯，以提高其产量。但由于离域问题，这种编辑方法极具挑战性。之前科学家的尝试涉及施加高温或辐射，但收效甚微。

在最新研究中，韩国科学家使用光催化剂来激活呋喃环，随后利用紫外线，将呋喃中的氧原子与氮原子进行了交换。