致密硅氧烷凝胶的可调谐疏水性与其催化活性密切相关

东京都立大学的研究人员表明，致密硅氧烷凝胶的可调谐疏水性与其催化活性密切相关，明确证明了分子水平上具有不同疏水性的分子如何与不同疏水性的表面发生不同的相互作用。这也是硅氧烷凝胶首次显示出对甲硅烷基醚(通常用作保护剂)的反应非常有效。

疏水材料是排斥水的材料。家庭的例子包括用于不粘煎锅和智能手机的涂料。疏水性在自然界中也起着关键作用，例如，某些植物和动物从大气中收集水分以及将DNA包装到染色体中的机制。近年来，它还被揭示为酸催化剂，可加速化学反应的酸性物质的功能的一部分，广泛用于石油化学工业。虽然众所周知，更多的疏水性导致更好的催化作用，但由于最常见的催化剂的多孔结构，因此不清楚为什么会这样。

因此，由东京都立大学的Hiroki Miura博士和Tetsuya Shishido教授领导的一组研究人员研究了一种致密的硅氧烷凝胶的催化活性，硅胶是一种附着有酸性磺基的硅橡胶。重要的是，这些凝胶可以用受控量的酸基和疏水甲基覆盖，从而能够精细控制疏水性。这些凝胶也不是多孔的，其表面仅覆盖两个关键组，允许更简单但更准确的表面环境定量。

该小组研究了乙酸烷基酯的水解(用水键断裂)的催化作用，通常用于生产油漆，香料，甚至塑料; 他们发现，在分子结构中具有更长，更疏水的尾部的乙酸盐受益于具有更低的磺基与甲基比率的催化作用的增加。相反，由于可用的磺基较少，较不疏水的分子被催化效率较低。它们清楚地表明水对催化位点的亲和力可能阻碍不同分子的接近; 这可以用于设计选择性和增加活动。

此外，将硅氧烷催化剂应用于甲硅烷基醚的脱保护。甲硅烷基醚是保护基团，附着在需要屏蔽不需要的反应的基团上。为了使它们再次可用，它们必须易于脱保护。该小组首次表明，硅氧烷凝胶催化剂在脱甲硅烷基醚中是非常有效的，甲硅烷基醚是常见反应中的关键反应步骤，例如人工核苷酸(或DNA)的构建。随着对分子环境如何与功能相关联的更多理解，他们希望这些催化剂的进一步化学增强可以为新的功能和应用开辟道路。

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