元素百科为您介绍研究人员发现了一种使用了令人惊讶的分子的化学反应。在20世纪中叶的十多年里，化学家们一直在争论“碳阳离子”，带正电碳原子的分子-到底是什么样子。所谓的“经典观点”，是在那个世纪初教授的，声称这些分子中的碳携带电荷；“非经典观点”认为，电荷也可以由附近的其他原子共享。无论是理论还是实验最终都证明了非经典碳水化合物的存在，这场争论逐渐消失了。大多数化学家认为，即使存在这些结构，它们也没有实际意义。

现在，加州大学洛杉矶分校的研究人员发现了一种化学反应，也许有一天会被用来将石油加工成有用的化合物，非经典碳水化合物在其中起着关键作用。这一结果发表在7月27日的“科学”杂志上，强调了非经典阳离子的重要性，离子的电子数比质子少，因此带正电荷。该发现还提供了一个新的反应过程中的烷烃，化学物质中发现的甲烷和丙烷气体是臭名昭著的难以转化为其他产品。 

这项研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校化学和生物化学助理教授霍西娅·纳尔逊(Hosea Nelson)说：“这种反应既有很大的实际潜力，也有令人惊讶的化学反应。” 

现在我们已经证明了这些物种在解释反应性和选择性方面的重要性。 

纳尔逊实验室致力于开发新的化学反应，这些化学反应在制造药物和处理不需要的废品方面有实际用途。 

我们的目标是将炼油厂的烟囱垃圾转化为药品。这类废物产生的烷烃造成了一个特别的问题，因为它们在化学上非常稳定。这意味着很难拆散将这些分子结合在一起的键。 

然而，去年，尼尔森和他的同事们发现了一种化学反应，这种化学反应似乎能有效地将烷烃转变成一种化学上更有用的副产品。只有一个问题，尼尔森说。“这是一种非常强烈的反应，但我们无法解释它是如何起作用的，以及为什么起作用。” 

当研究人员用现代计算方法进一步分析该反应时，他们发现该反应涉及非经典碳阳离子的形成。 

这是一个令人惊讶的根本性发现，它引入了许多其他问题，我们认为这些反应的非典型性将使我们能够打破化学合成的许多规则，开发新类型的反应。 

由于电荷是由多个原子(非经典模型)共同承担的，分子有更大的灵活性来进行一系列不同的反应，包括那些需要打破烷烃的强键的反应。只有用分子动力学来观察反应，在反应发生时跟随原子的运动，才能理解这些反应。 

我们已经开发了一种全新的方式来考虑反应通过我们的分子动力学模拟。

目前，烷烃并没有直接转化成药物，而是被转化成其他化学物质，这些化学物质可能对处理药物分子很有用。研究人员怀疑这个反应在分解一些不可生物降解的塑料中的长烷烃分子方面也有效用。该团队正在更详细地研究这两种应用。