理学院化学系李明德教授在美国化学会志发表2篇论文

近期，我校理学院化学系李明德教授课题组围绕超快激光光谱和激发态活性中心体探测开展了体系的研究，在苯基氧正离子电子结构及化学反应活性和光活化化学治疗研究领域取得了一些紧张进展和多项创新性成果，先后在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.,影响因子=14.4）刊发2篇研究论文。

论文一：一种无氧气参与的单光子蓝光或双光子近红外光光控释放OH自由基过程研究并应用于皮肤癌细胞治疗探索

光动力学治疗是治疗癌症的一种特别很是紧张方法，光动力学治疗中活性氧的产生是最紧张的环节，多数光动力学治疗都是行使光敏剂作为催化剂，经光照后光敏剂的三重态与氧气发生发生反应，产生活性氧中心体（ROS），通过ROS杀死癌细胞。其中，OH自由基是ROS中最活泼的一种中心体，产生OH自由基的方法包括高能电子脉冲辐射、芬顿（Fenton Reaction）反应、紫外光光解和高压放电等方法。目前产生OH自由基的现有技术都有很大的瑕玷，为了战胜这些瑕玷，本项目设计了一种释放OH自由基新的方法，即行使较低能量（蓝光或近红外光）的光激发光笼子（Photocage）分子，使分子发生C-O键断裂释放OH自由基，实现了用蓝光或近红外光可控地释放OH自由基的目标，适合光活化化学治疗。基本原理如图1所示。与现有释放OH自由基的技术相比，行使蓝光或近红外光照射Photocage分子释放OH自由基方法有如下几个的好处:（1）激发光能量低；（2）光可控地释放OH自由基；（3）OH自由基行使服从高；（4）可在无氧条件参与条件下产生OH自由基。

传统的光动力学治疗都必要氧气的参与，在低氧环境或无氧条件下就不能产生ROS，因而无法进行治疗。而行使光照Photocage分子释放OH自由基无需氧气的参与，通过光照激发Photocage分子释放OH自由基，能在低氧或无氧条件下工作，因此本项目报道的通过蓝光或近红外光可控释放OH自由基的方法特别很是适合于组织和活体动力学治疗，对于相干领域的研究具有紧张的学术意义和应用价值。这一研究工作于2018年9月以汕头大学为第一通信作者单位发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc. 2018, ASAP, DOI: 10.1021/jacs.8b07498），汕头大学化学系的许良博士和黄冠衡（研究生）参与了本项目双光子吸取的测量实验，本项目的合作单位包括深圳第三人民医院黄乃淇研究员，香港大学的David Lee Phillips教授和杨丹教授和北京师范大学的陈雪波教授。

论文二：开壳层单重态苯基氧正离子-超强的亲电试剂 

氧作为元素周期表里电负性最强的元素之一，通常都是得到一个电子以负离子情势存在。假如在氧上带一个正电荷，则会使R-O⁺成为一个高能活性反应中心体，我们称R-O⁺为氧鎓离子或氧正离子。氧正离子因为是高能活性中心体，寿命特别很是短，探索研究其电子结构和化学反应活性特性就变的特别很是困难。

在香港大学工作期间，李明德教授与Iowa State University的Arthur Winter教授和香港大学的David Lee Phillips教授合作行使新的策略合成了光照前驱体，行使先辈的超快光谱（飞秒瞬态吸取光谱和时间分辨共振拉曼光谱）首次成功调控并表征了不同电子结构的苯基氧正离子（图2），弥补了苯基氧正离子研究的空白，研究成果延续两次发表《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 12364和J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10391）。

入职汕头大学后，李明德教授与Phillips教授和Winter教授合作，通过以吡啶盐作为离去基团代替铵盐离去基团，首次运用飞秒瞬态吸取光谱和时间分辨共振拉曼光谱证实观察到的苯基氧正离子是开壳层双自由基特性的单重态苯基氧正离子（图3）。实验证实，开壳层的双自由基特性的单重态苯基氧正离子寿命很短，但化学反应活性特别很是高，是一种超强的亲电中心体，甚至可以与惰性乙腈溶剂在苯环的邻位和对位发生里特加成反应。本项研究使我们对苯基氧正离子的电子结构和化学反应活性的熟悉上取得了庞大突破。这一紧张成果于2017年9月发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 15054）。

自从加入汕头大学以来，李明德课题组已经发表了高水平研究论文10多篇，所有项目研究都得到了国家天然科学基金委员会（NSFC）、高水平大学重点学科建设高校重点建设学科“化学”项目和汕头大学启动科研经费等基金的资助。

相干论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Fjacs.7b07512

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10235

图文|理学院   责编|曾建平