2019年3月25日
科学家们东京城市大学演示了可调参数疏水致密硅氧烷凝胶的特性与它们的催化活性密切相关，清楚地显示了在分子水平上具有不同疏水性的分子如何与不同疏水性表面发生不同的相互作用。
在亲水环境中，带有长尾的乙酸烷基酯如何无法接近酸性的硫位(蓝盘)的简化示意图;然而，它们可以接近带有更多甲基的疏水环境(小的橙色球体)，导致更高的周转频率(TOF)，这是衡量催化剂有效性的一个指标。(图片说明:三浦广树)
此外，这是硅氧烷凝胶首次被确定为高效的硅醚反应，广泛用作保护剂。
这个词疏水起源于古希腊，“hydro”意为水，“phobia”意为恐惧(与亲水）.因此，疏水材料是排斥水的材料;不粘锅和智能手机的涂料就是这种材料的典型例子。亚博网站下载此外，疏水性在自然界中扮演着重要的角色，例如，某些动物和植物如何从大气中收集水分，以及染色体中DNA链的长度。
最近，它也被证明是功能的一部分酸催化剂是一种能加速化学反亚博网站下载应的酸性物质，广泛应用于石油化工行业。虽然大家都知道疏水性越强，催化效果越好，但这一点并不明显为什么这是因为最常见的催化剂的多相多孔结构。
因此，由东京城市大学Hiroki Miura博士和Tetsuya Shishido教授领导的一个科学家小组研究了一种致密硅氧烷凝胶的催化活性，这种凝胶是一种硅橡胶，带有酸性的硫基连接。值得注意的是，这些凝胶可以被控制数量的酸基团和疏水性甲基覆盖，从而精确控制疏水性。
此外，这些凝胶不是多孔的，表面只覆盖了两种主要的基团，使表面环境更容易但更精确的定量。该小组研究了醋酸烷基酯水解(与水键断裂)的催化作用，该酯通常用于制造香水、油漆，甚至塑料;他们发现，在分子结构中具有更长的疏水尾部的醋酸酯利用了较低的磺基与甲基比的催化作用。
相反，疏水分子催化效果较差，因为可用的磺基较少。它们清楚地表明了水对催化位点的亲和性如何阻碍不同分子的接近;这可以用来产生选择性和增加活性。
此外，还将硅氧烷催化剂用于硅基醚的脱保护保护组织它与需要保护以避免不必要反应的群体有关。他们必须随时准备deprotected让它们可以再次访问。该团队首次证明，硅氧烷凝胶催化剂在去除硅醚的保护方面非常有效，这是一般反应中一个重要的反应步骤，如构建人工核苷酸(或DNA)。通过对分子环境如何与功能联系的深入了解，研究人员期望对这些催化剂进行进一步的化学改进，可能为新的功能和应用铺平道路。