光不稳定保护基团(PPGs)能够在许多研究领域用光精确激活分子功能，例如光药理学，其中需要对分子的释放进行远程时空控制。近年来，PPGs的设计和应用特别集中于开发在长辐射波长下具有高摩尔吸收率的分子。然而，一个至关重要的参数是光解量子产额(QY)，该参数对于去老化的效率至关重要，并且迄今为止被证明很难改进。

近日，格罗宁根大学Georgios Alachouzos，Ben L. Feringa，Wiktor Szymański确定了一种防止PPG光解中CIP复合的方法，作为大大增加光解QY的关键策略。QY增强策略得到了DFT计算的支持，DFT计算预测了复合过程中更高的能垒。

文章要点

1）研究发现，异裂步骤的可逆性k_-1和光化学量子产率之间存在良好的相关性。在计算的k_-1势垒和测量的QYs之间存在很差的相关性，因此证明了防止CIP的重组，而不是从动力学上刺激其形成，是提高PPG效率的关键策略。此外，通过初期阳离子稳定来提高PPG效率的策略对于不同的有效载荷(羧酸和胺)和不同的PPGs（香豆素和BODIPY PPGs）是通用的，再次证明了这一简单原理的通用性。

2）考虑到它们的合成可及性和高光化学QYs，所展示的阳离子稳定策略设计的高效PPGs 1-3本身可在需要近即时释放有效载荷的分析中证明其价值，例如时间分辨结构生物学研究中的分析。此外，PPGs1-3的荧光读数可以可靠地用于量化复杂生物环境中复杂生物有效载荷的释放量，这一点也得到证实。

3）所展示的新PPG设计策略直接解决了快速扩展的研究领域中增加PPG效率的需求，这些研究领域依赖于光对分子功能的精确激活。因此，QY工程策略对于开发适用于更复杂应用的理想光图像非常有价值，例如(但不限于)用于光药理学的高量子产率红移光图像。

参考文献

Albert M. Schulte, et al, Strategy for Engineering High Photolysis Efficiency of Photocleavable Protecting Groups through Cation Stabilization, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c04262

https://doi.org/10.1021/jacs.2c04262