水合分子复合物在低能量电子引发中的反应是地球环境、辐射治疗等放射生物学相关研究中的重要问题。目前对反应的机理理解局限在凝聚态相，但是相关水溶液相中的反应研究严重不足。因此马克斯·普朗克核物理研究所Ren Xueguang、德国联邦物理技术研究院等通过小型的以氢键作用结合的四氢呋喃和水的单体/二聚体混合体系作为生物相关体系的模型研究，实现了对电子导致的二聚体离子化过程的分子分解过程进行观测。结果显示二聚体中的分子有开环过程，在THF单体中并未观测到该过程。作者通过重合碎片离子质谱、电子动量谱、密度泛函理论进行测试，结果显示THF中最外层首先发生离子化，并随后在二聚体结构中产生重构，因此提高了内部能量并导致THF分子开环。以上结果显示，分子中氢键组成的分子局域环境对分子中的共价键稳定性有较大影响。该研究的意义在于氢键作用在大量生物体中广泛存在，该研究有助于理解DNA和其他复杂超分子结构体系在外太空中的损害过程。
本文要点：
使用两种THF源，一种为10~15 %的THF·THF二聚体的纯THF，一种为4 % THF·THF、4 % THF·H2O的THF和水的混合气作为分析物。作者认为研究结果说明分子中的氢键对分子有影响，并且能够催化分子中的共价键分解反应。对分解产物的分析对理解生物物质在离子中的损伤有帮助。
参考文献
Enliang Wang, Xueguang Ren*, WoonYong Baek, Hans Rabus, Thomas Pfeifer & Alexander Dorn
Water acting as a catalyst for electron-driven molecular break-up of tetrahydrofuran， Nature Commun 2020, 11，2194
DOI：10.1038/s41467-020-15958-7
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15958-7
