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21世紀(jì)物理有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與展望（二）
21世紀(jì)物理有機(jī)化學(xué)的展望反應(yīng)中間體的活性決定了反應(yīng)的活性和機(jī)理，因此在物理有機(jī)化學(xué)幾十年的發(fā)展歷程中，對(duì)中間體的研究一直是極其重要的方面，但理論的研究最終要通過(guò)應(yīng)用才得以體現(xiàn)價(jià)值，近年來(lái)物理有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象正漸漸地從傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和純理論轉(zhuǎn)向具有潛在應(yīng)用價(jià)值的研究，因此物理有機(jī)化學(xué)呈現(xiàn)與涌現(xiàn)的新興邊緣學(xué)科相互滲透的趨勢(shì)，這為現(xiàn)代物理有機(jī)化學(xué)的新發(fā)展、新突破創(chuàng)造了的機(jī)遇，賦予了現(xiàn)代物理有機(jī)化學(xué)新的生命力。
3.1 向生命科學(xué)滲透，用物理有機(jī)化學(xué)的理論和方法研究生命過(guò)程
3.1.1 直接對(duì)生物大分子進(jìn)行物理有機(jī)化學(xué)研究
Fersht在大會(huì)報(bào)告中提出了物理有機(jī)分子生物學(xué)的概念，他將物理有機(jī)化學(xué)的動(dòng)力學(xué)和核磁共振方法用于蛋白質(zhì)工程研究，確定了一些突變體蛋白酶折迭結(jié)構(gòu)的中間體。B．S．
Green將單克隆抗體聯(lián)結(jié)到蛋白質(zhì)上，研究了它對(duì)蛋白質(zhì)水解反應(yīng)的催化作用。A．Minsky研究了多種化學(xué)抗癌藥物對(duì)脫氧核糖核酸包裝狀態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)了藥物毒性與它干擾脫氧核糖核酸包裝狀態(tài)的能力之間的關(guān)系。S．Axelsson通過(guò)測(cè)定11C/14C動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)研究了β-酪氨酸酶和色氨酸酶的酶催化反應(yīng)[5]。
3.1.2 生物模擬化學(xué)
Kluger介紹了以維生素B1二磷酸酯作為 α-酮酸脫羧酶的模型化合物所作的詳細(xì)動(dòng)力學(xué)和機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)了非常新奇的加成一質(zhì)子轉(zhuǎn)移-裂解機(jī)理。Sakata介紹了在模擬光合作用研究中如何控制電子轉(zhuǎn)移的方向和速率，他們合成了一系列噗啉-苯醌和噗啉-碳60氧化-還原對(duì)，詳細(xì)研究了取代基、立體化學(xué)及連接給體和受體間的σ-鍵和π-鍵對(duì)正向和反向電子轉(zhuǎn)移速率的影響，并根據(jù)這些結(jié)果制成了在金表面具有良好的光電性能的自組裝單層膜[6]。
3.1.3 理論計(jì)算方法在物理有機(jī)分子生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
D．Arad用分子力學(xué)計(jì)算討論了與乳腺癌有關(guān)的抗原的蛋白質(zhì)構(gòu)象與其活性之間的關(guān)系 W．Aehle用力場(chǎng)及分子力學(xué)方法計(jì)算了枯草桿菌蛋白酶OPTICLEAN的培構(gòu)，它與后來(lái)由x-衍射得出的結(jié)構(gòu)非常接近。A．Goldblum用量子力學(xué)MNDO/H方法計(jì)算了HTV-1蛋白酶活性部位的電離能和質(zhì)子結(jié)合能，發(fā)現(xiàn)與天然酶構(gòu)型相同的對(duì)映體有較大的結(jié)合能中藥對(duì)照品研究中心整理提供。
3.2 向材料科學(xué)和超分子化學(xué)滲透，設(shè)計(jì)具有潛在應(yīng)用價(jià)值的新化合物
隨著合成化學(xué)的不斷發(fā)展，組合化學(xué)越來(lái)越引起各國(guó)學(xué)者的關(guān)注，通過(guò)自組裝形成的化合物幾乎涵蓋了所有按化學(xué)價(jià)規(guī)則可以畫(huà)出其結(jié)構(gòu)的分子，這些超分子因其在結(jié)構(gòu)和性能上表現(xiàn)出了特殊的性質(zhì)，具有很大的研究?jī)r(jià)值。為了強(qiáng)化材料的某種功能以滿足技術(shù)上的特殊要求，材料技術(shù)正向功能化方向發(fā)展，各種功能的新材料正在被研究、被制備、被應(yīng)用 [3]，通過(guò)物理有機(jī)化學(xué)的研究可以為新材料的發(fā)展提供技術(shù)支持。
Stang介紹了一類(lèi)新的大環(huán)分子方陣這類(lèi)以過(guò)渡金屬絡(luò)合物與聯(lián)吡啶、二氮雜芘、l，4-二氰苯等二配位配體通過(guò)自組裝形成的超分子顯示許多有趣的主客體相互作用。Stoddart介紹了一種有趣的納米尺寸的分予機(jī)械原型rotaxane，它們是由以氫醌或萘酮為基本單元的大環(huán)聚醚與以聯(lián)吡啶正離子為基本單元兩頭帶有四芳基甲烷的啞鈴型分子通過(guò)白組裝形成的套圈型超分子[6]。Grubbs用環(huán)辛四烯以CpTi=CH2催化聚合得到了具有導(dǎo)電性的聚乙炔。黃耀曾等用全氟丁炔-2或全氟炔腈以π-二芳烴鉻催化聚合得到了具有金屬光澤的聚全氟丁炔或聚全氟炔腈，它們都具有導(dǎo)電性[3]。
綜上所述，在20世紀(jì)，物理有機(jī)化學(xué)對(duì)反應(yīng)中間體的研究比較深入，對(duì)照品研究中心整理提供大量學(xué)者對(duì)于反應(yīng)機(jī)理及與之相關(guān)的理論研究作出了很大的貢獻(xiàn)，這些都為物理有機(jī)化學(xué)的長(zhǎng)足發(fā)展打下了基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)，以前人的研究為依托，更多的學(xué)者致力于物理有機(jī)化學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，因此物理有機(jī)化學(xué)越來(lái)越多的與其他學(xué)科交叉滲透，這將會(huì)給我們現(xiàn)代的社會(huì)帶來(lái)更多的活力。
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