化學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？那么，化學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？一起來了解一下吧。

在一些無機固體化學(xué)反應(yīng)中，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)存在一定的關(guān)聯(lián)，化學(xué)反應(yīng)在保持一定的晶體結(jié)構(gòu)條件下進行，這類反應(yīng)常稱做拓?fù)浠瘜W(xué)反應(yīng)，這體現(xiàn)了化學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在化學(xué)反應(yīng)中的一種表現(xiàn)形式。

化學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在不同化學(xué)領(lǐng)域中的體現(xiàn)

一、在分子研究中的體現(xiàn)

對分子的獨特表征

拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)化學(xué)的一部分，它處理化合物的代數(shù)描述，從而對化合物進行獨特而簡單的表征。例如通過分析密度、馬德隆場、共價場和靜電勢等標(biāo)量場的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個標(biāo)量場都有自己獨特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且每個都提供有關(guān)化學(xué)鍵和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的不同信息。對這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合簡單的靜電理論和一些經(jīng)驗觀察，可以得出局部化學(xué)鍵合的定量模型，提供對化學(xué)鍵合性質(zhì)的見解。

在生物分子中的應(yīng)用

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用于解釋大分子如何達(dá)到其最終形狀以及生物分子如何實現(xiàn)其活性。例如電路拓?fù)涫钦郫B線性聚合物拓?fù)湫再|(zhì)，描述了鏈內(nèi)聯(lián)系的安排，鏈內(nèi)聯(lián)系可通過硬接觸（h - contacts）或軟接觸（s - contacts）建立，這一概念已應(yīng)用于蛋白質(zhì)、RNA和基因組等生物分子。并且可以建立拓?fù)渲笖?shù)（TI），用于開發(fā)定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR），將分子的生物活性或其他性質(zhì)與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。

北大團隊提出蛋白質(zhì)拓?fù)涓脑旆椒?，可在不改變蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)和功能的前提下，對其化學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行改造，從而提升其穩(wěn)定性。例如將線型的綠色熒光蛋白改造為單結(jié)構(gòu)域索烴結(jié)構(gòu)，熱耐受性大幅提升，加熱煮沸之后，索烴結(jié)構(gòu)的單結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)可完全恢復(fù)其熒光，而線型前體僅能恢復(fù)7%的熒光。這種方法還適用于同一家族的其他熒光蛋白，并且索烴化的方法基本不影響插入的功能蛋白結(jié)構(gòu)和活性，還可提升功能蛋白的熱穩(wěn)定性、熱恢復(fù)性以及機械穩(wěn)定性。

二、在材料研究中的體現(xiàn)

在共價有機框架（COFs）中的體現(xiàn)

中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機固體院重點實驗室從相同的有機前驅(qū)體出發(fā)，在不同酸催化劑的作用下，合成了具有不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的兩種COFs。在乙酸催化下，形成具有三角形一維孔道的亞胺連接的HT - COFs；在對甲苯磺酸的催化作用下，形成具有六方孔洞結(jié)構(gòu)的苯并咪唑連接的BI - HT - COFs。這兩種2D COFs具有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在能帶結(jié)構(gòu)、化學(xué)穩(wěn)定性、分子吸附以及催化活性方面表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，如BI - HT - COFs在光催化硫代苯甲醚氧化制備甲基苯基亞砜的反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性；HT - COFs中相鄰的氮原子為金屬離子的配位提供了豐富的活性位點，由此制備的Pd/HT - COFs復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的電化學(xué)產(chǎn)氫（HER）性能。

以上就是化學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容。