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带电分子兽是新化合物的基础

摘要 开发打破和重组化学键的新方法是基础化学研究的主要任务之一。当带电分子中的键断裂时,结果通常是化学上的&luo;攻击性&ruo;碎片,我们称之...

开发打破和重组化学键的新方法是基础化学研究的主要任务之一。“当带电分子中的键断裂时,结果通常是化学上的&luo;攻击性&ruo;碎片,我们称之为反应性碎片。使用现有的化学合成方法很难控制这些片段。您可以将它们视为未驯服的野兽,攻击其路径上的任何东西。在质谱仪中,有很多方法可以破坏某些键并产生碎片,”Warneke 博士在描述质谱仪中的过程时说道。据他介绍,这些“野兽”被保存在特殊的条件下,因为质谱仪内部是真空的。这意味着它们无法攻击任何东西,从而防止发生不受控制的化学反应。“如果我们随后提供某种分子,例如氮,通常不发生反应且不会结合,野兽就会对此感到满意,因为它别无选择,”他说。通过这种方式,很难结合的分子,例如氮,可以很容易地融入新物质中,”Warneke 继续说道。

过去,研究小组曾使用这种方法将反应片段引入非常不寻常的反应,例如与惰性气体的反应,惰性气体是所有化学元素中最难结合的。“在质谱仪中控制化学野兽的基本策略并不新鲜,”沃内克说。几十年来,它一直被用来分析反应片段的特性。然而,以这种方式发现的新化合物无法进一步使用。质谱仪可以显示它们内部发生的情况,但新物质的产生量很小,通常无法提取。当用于分析的信号生成时,它们通常会被简单地破坏。

这就是为什么研究人员在完成质谱仪实验时通常“知识渊博”但“两手空空”。“他们控制住了这头野兽。这正是他们所希望发生的,他们观察到了具有潜在迷人特性的新分子,然后它就消失了,”Warneke 在描述传统质谱仪中的化学实验时说道。这篇新出版物可能会从根本上改变人们对质谱仪中化学反应的看法。研究小组从侵蚀性碎片和惰性氮中产生了一种新物质,并用制备型质谱仪收集了足够数量的物质,以便可以用肉眼观察、处理和进一步实验。

在未来一段时间内,这种方法生产的物质数量仍将仅限于薄膜技术应用。然而,制备型质谱很快就会为这些应用开辟全新的可能性,例如在微芯片、太阳能电池或生物活性涂层的生产中。该初级研究小组现已在其项目中达到了一个重要的里程碑,该项目自 2020 年以来一直由大众汽车基金会的 Freigeist Fellowship 资助。

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