犹他大学化学家发现，如何使用化学键的振动来预测化学反应，从而设计更好的催化剂，以加快制造药物，工业产品和新材料的反应。欧洲杯足球竞彩
化学教授马特·西格曼（Matt Sigman）在3月13日星期四发行的研究高级作者马特·西格曼（Matt Sigman）说：“仅振动就不足，而是与物理有机化学中其他经典技术相结合的，我们能够预测如何发生反应。”日记本质。
“这应该适用于广泛的反应。它简化了设计分子用于新药，工业化学品和新材料的过程。”欧洲杯足球竞彩
催化剂是化学物质，可以在没有改变催化剂本身的情况下加快其他化学物质之间的反应。
该研究的第一作者说，博士后研究员阿纳特·米洛（Anat Milo）说，使用新方法“可以帮助设计副产品较少，浪费更少的反应设计，反应将更有效。我们能够直接构成所需的产品。“
她和西格曼（Sigman）与犹他大学博士学位伊丽莎白·贝斯（Elizabeth Bess）进行了研究。化学学生。该研究由国家科学基金会资助。欧洲杯线上买球
粘结振动上的闪亮红外光
化学键将原子扎合在分子中。但是债券不是静态的。他们振动。这些振动反映了分子中原子之间距离的变化。例如，在水（H2O）中，唯一的氧原子与两个氢原子结合，两个键不断变化。
西格曼说：“你可以将其视为春天。”“您在弹簧的末端放了两个不同的重量，一旦将能量投入其中，弹簧就会振动”。在化学反应中，用热，光或电力添加能量。
我们看不到眼睛看到这些振动，但是如果将红外光线从分子中弹起 - 一种称为红外光谱的方法，可以看到这种化学键的弯曲和拉伸。
米洛说：“这种方法是我们眼睛的延伸：波长我们的眼睛无法检测到，我们使用一种仪器来检测。”
红外激光针对化学 - 气体，液体或固体的样品，并吸收某些波长。米洛说，吸收光的光的波长揭示了靶分子的化学键如何振动，从而讲述了分子中原子的类型和位置，原子之间键的种类和强度以及分子的对称性。
西格曼说：“这是一项重要的结构识别技术，可以识别分子中的键种类。”
红外光谱是一种完善的方法，具有数十年的可预测结果。因此，现在可以在计算机中模拟它，并产生反映实际实验的结果。Sigman，Milo和Bess使用大学的高性能计算中心进行了研究。
Sigman说：“我们采用了几个具有已知键振动的分子，我们使用这些分子的关系彼此之间的关系来数学上建立一个模型，以构建不同分子中键振动之间的相对关系。”“然后，我们在这些分子之间建立了数学关系，使我们能够预测其他分子如何根据其特定振动做出反应。”
为了证明该方法有效，研究人员进行了三个案例研究，每个案例研究都有不同类别的化学物质相互反应的情况。他们使用计算机模拟来预测反应的结果，然后通过实验室中的实际化学反应对其进行实验验证。
一项案例研究涉及如何与乙醇酸酐反应的化学物质。一种称为肽的小蛋白质用作催化剂，以加快反应的速度。
化学家模拟了对不同双酚的键振动，以预测，当与乙酸酐和催化剂反应时，所得的分子将被“左手”或“右手” - 一种称为手性的化学特性。
手性很重要，因为当我们食用食物或药物时，它必须具有正确的“惯用性”或手性能，即可与您体内的分子握手”并做应该做的事情。例如，右手药物分子可以起作用，而同一药物的左手版本可能无法使用。
Milo补充说：“我们通过分析键振动来准确地预测了分子的惯用性。”
第二个案例研究类似于第一个研究，但涉及预测当使用催化剂将双碳碳键转换为单个碳碳键的化学物质时，制成的化学物质的“惯用性”。
在第三个案例研究中，化学家使用该方法来预测催化剂是否与双碳碳键的一侧或另一侧反应 - 两个由两个键而不是一种键相连的碳原子 - 在所谓的heck反应中，通常用于制造药物。
西格曼说：“它的作用像冠军。”
现实世界的反应
如何将新方法用于实际目的？
Sigman说：“您将为您对反应感兴趣的特定类别的分子计算红外振动。”“然后，您采用了一些分子，然后进行反应并获得结果。”
他补充说：“然后，您采取了自己认为重要的红外振动，并确定这些振动与反应结果之间的关系。”“由此产生的数学方程使您可以对同类中其他化学物质的反应方式做出新的预测。”
西格曼（Sigman）正在与一家主要制药公司合作，利用新技术改善药物制造的化学反应。
他说：“假设您想合成一个分子。”“您有各种各样的方法，但是您不知道哪一种方法可以使用。我们的方法使您可以预测特定的试剂集（化学物质相互反应）是否会带来理想的结果。”
Milo补充说，新技术“能够提供经典化学方法无法实现的预测”。
例如，它允许化学家同时检查反应中的“空间”和电子效应 - 西格曼说现在必须单独进行。空间效应是分子中原子的大小和形状如何影响化学反应的工作方式。电子效应涉及如何在分子中共享原子中的电子。
西格曼（Sigman）表示，新方法必须一次查看两种效果，这一点“因为大多数现代反应都涉及这两种属性”。
