據美國物理學家組織網12月20日報導，美國亞利桑那大學的科學家首次成功地將金屬原子插進了甲烷氣體分子中，並精確地測定了所得到的「金屬-甲烷化合物」分子的結構，為有機化合物的合成特別是新藥研製開創了新的製造工藝，新發現也能讓人們更好地理解金屬在活性生物體內的工作模式。研究發表在《美國化學會志》上。
有機物衰敗會產生甲烷，科學家一直希望利用豐富的甲烷來生產其他化學產品。但是作為最簡單的碳氫化合物，甲烷在和其他分子相互作用時會有點「內向」，需要各種方法來「激活」。領導這項研究的亞利桑那大學化學家露西·茲瑞斯表示，金屬插入會讓甲烷分子更活躍，即將金屬插入甲烷分子中激活甲烷，使其更容易和其他物質發生化學反應，比如利用被激活的甲烷分子製造乙醇。
茲瑞斯研究團隊將鋅加熱成氣態，讓其蒸發進一個真空室，接著再向真空室添加甲烷氣體。在一個放電設備提供的能量下，鋅和甲烷組成的氣體混合物變成發光的等離子體，金屬-甲烷化合物分子瞬間形成。
甲烷分子由碳原子和四個氫原子組成了四個碳氫鍵，科學家之前曾預測，金屬可以插入甲烷的碳氫分子鍵中，但沒有一篇論文表示可以在氣體狀態插入，這是科學家首次嘗試在氣態下合成金屬甲烷分子並獲得成功。新化合物穩定地存在了幾秒鐘——在工業領域，幾秒鐘足以將其直接轉變為其他物質。茲瑞斯說：「化學工程師們非常希望利用甲烷等普遍存在的有機化合物，將其轉變為各種更複雜、更有價值的產品，比如塑料或聚合物等。新發現能使其工業應用變得更簡單、更低廉、更快速。」
由於該分子是在氣體狀態製造，其分子結構得以精確地測量。研究人員使用特定波長的微波來發送電磁能量並讓其通過等離子體，然後使用探測器探測了真空內能量中的液滴（每類分子都會留下自己的能源液滴），並據此得到了新物質的分子結構，同之前預測的一樣。
金屬原子嵌入複雜的有機分子在自然界廣泛存在，生物體中任何複雜的化學反應都有金屬的參與。一個典型的例子是血紅素和鐵，包含鐵原子的蛋白分子可以精確地捕捉氧氣並將其運往血液中。
茲瑞斯表示，金屬在生物學中起著非常重要的作用，比如許多酶發揮作用都離不開金屬鋅，理解鋅在簡單的甲烷分子中如何工作，有助於更好理解其在酶等更複雜分子中的工作模式。（來源：科技日報 劉霞）
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