什么是順反異構呢？

我是做Molecular Machinery的，本領域有趣的分子很多，如果要讓我挑一個最有趣的，我大概會選荷蘭有機化學家Ben Feringa（Feringa research group）的分子馬達。最早注意到這個分子是在一篇1999年的Nature上(Light-driven monodirectional molecular rotor : Abstract : Nature)一個精心設計的大位阻烯，光照下發生雙鍵順反異構，得到一個不穩定的異構體，在有熱的情況下會自發異構化為穩定異構體，再進行一次光照順反異構和熱弛豫，即可完成一次單向的360度旋轉。此分子合成相對容易，有很多可以修飾和優化結構的地方，Feringa靠此結構在Molecular Machinery穩坐大牛地位到今天。除了上面那篇Nature, 此結構的分子馬達還有如下一些具有里程碑的工作，列出來大家感受下。2001年Science, 通過微觀分子馬達光照下驅動宏觀液晶材料的性質變化。Dynamic Control and Amplification of Molecular Chirality by Circular Polarized Light2005年Nature, 將雙鍵兩邊中的一邊固定在表面，則旋轉的時候只有一邊會動，類似于馬達的定子和轉子。Unidirectional molecular motor on a gold surface : Abstract : Nature2011年Nature, 將2組對稱性相反的共4個“分子馬達”裝在一個“納米小車”上，實現了單分子層面的分子馬達驅動觀測。http://www.nature.com/nature/journal/v479/n7372/full/nature10587.html2011年Science, 在雙鍵兩端加入催化集團，通過光改變雙鍵構型，從而達到催化產物的立體構型翻轉。Dynamic Control of Chiral Space in a Catalytic Asymmetric Reaction Using a Molecular Motor此結構得益于合成上可調控的因素很多，可以進行很多不同的研究，與之相比，當年back to back發表在Nature上的另一個分子馬達（1999年Nature, 最初只能轉動120度，http://www.nature.com/nature/journal/v401/n6749/full/401150a0.html）因為合成不易，在花了8年時間經過了一個漫長的合成路線之后以失敗告終，令人唏噓不已（2007年JACS: Progress toward a Rationally Designed, Chemically Powered Rotary Molecular Motor）。