金化合物

黄金作为催化剂

在20世纪80年代之前，人们认为金的催化活性有限。然而，在F. Dean Toste和Alois Fürstner等先驱的引领下，相关研究的进展使金在过渡金属催化领域中扮演了关键角色。 金介导催化（有时也被称为π酸催化）通常依赖于膦配体的金(I)配合物，近年来已作为形成C–C键的强效催化剂崭露头角，能够在温和条件下进行多种反应，包括环丙烷化、炔烃异构化、劳滕施特劳赫重排、烯烃反应以及环扩张反应。 该催化体系通常包含一个膦配体的金(I)氯化物配合物，结合银盐助催化剂，以原位生成活性物种。

黄金也已超越其装饰作用，成为制药过程中至关重要的催化剂。黄金催化剂在合成医药中间体方面发挥着关键作用，提高了药物生产的效率。

事实证明，金催化与有机催化相结合时，是一种特别强大的合成工具。 金配体与有机催化剂之间的协同作用展现出非凡的效率，可促进从羰基加成到环加成等多种反应。这种催化能力不仅加速了反应速率，还能够以极高的选择性合成复杂的药物中间体。随着制药研究的深入，同时利用金和有机催化剂的二元催化体系不断重新定义合成策略，为更简化、更可持续的药物开发流程铺平了道路。

氯化金

氯化金(III)是由金和氯结合而成的化合物，在自然界中呈单斜晶系结构。它存在两种形式：水合态和无水态。这两种形式均为吸湿且畏光的固体。氯化金(III)是一种路易斯酸，可与盐酸反应生成 HAuCl₄。

它在有机合成中用作催化剂，有助于构建对制药领域进步至关重要的复杂分子结构。此外，其抗菌特性为新型抗生素的研究做出了贡献，有助于应对耐药性感染。

此外，氯化金(III)热分解可生成氯化金(I)，也称为氯化金(I)。它具有四方晶系结构，微溶于水。 氯化金(I)可与胺类物质协同催化，通过α-炔基化及α-烯丙基化反应，使醛类物质发生官能团化，从而生成炔基醛和烯丙基醛。

三水合氯化金是一种由金、氯和水分子组成的结晶化合物。它作为分析化学中的试剂，有助于物质的鉴定和定量，也用于各种金化合物的合成。此外，它在电镀过程中起着关键作用，能够使金沉积在其他金属表面上。 此外，三水合氯化金(III)还是采用不同方法合成金纳米颗粒（Au NPs）的关键前体。例如，在图尔克维奇法中，HAuCl₄被用于合成20 nm的颗粒。布鲁斯特-希夫林法正是利用HAuCl₄溶液，专门用于控制金纳米颗粒的尺寸并降低其分散度。

金纳米颗粒

胶体纳米粒子，即金纳米粒子（AuNPs），不仅具有多样的表面功能，还兼具优异的热机械性能、高比表面积和低毒性。 金纳米颗粒通常通过在液体介质中还原氯金酸制备。将氯金酸溶解后，迅速与其还原剂混合。该过程导致Au³⁺离子还原为中性金原子。随着更多金原子的生成，溶液进入过饱和状态，随后亚纳米级金颗粒开始析出。

由于其球形结构、巨大的比表面积以及优异的生物相容性，金纳米颗粒被广泛应用于生物医学领域，包括基于电化学传感器的诊断和药物输送。它们还被用于检测生物标志物，以辅助心脏疾病、癌症和传染性病原体的诊断。金纳米颗粒在侧流免疫分析中也很常见，一个常见的家庭应用实例就是家用妊娠试纸。 此外，由于其巨大的比表面积，金纳米颗粒可与治疗药物结合。当金纳米颗粒暴露在700至800纳米波长的光下时，会产生热量。这一特性使其能够破坏特定肿瘤。当光照射到含有金纳米颗粒的肿瘤时，这些颗粒会迅速升温，从而杀死肿瘤细胞。这种治疗方法被称为热疗。

金纳米颗粒还应用于共振散射暗场显微镜中，用于检测微生物细胞及其代谢物、对肿瘤细胞进行生物成像，以及识别其表面的受体。它们还被用于内吞作用的研究。此外，将DNA包被的金纳米颗粒注入植物细胞和胚胎中，以确保遗传物质的渗透和修饰，从而增强植物叶绿体的功能。

金纳米颗粒被用作多种有机转化的催化剂。固相载体的金纳米颗粒可作为一氧化碳氧化和异相催化的高活性催化剂，并可用于氧化还原及C-C偶联反应等有机反应。

金纳米棒

金纳米棒（AuNRs）呈现棒状结构，具有独特的光学特性，在可见光谱范围内具有强吸收带。金纳米棒可在不同波长下轻松调节，因此在生物领域被广泛应用于传感器、光热疗法和成像设备中。 利用其尺寸和形状相关的量子效应，这些纳米颗粒表现出独特的表面等离子体共振吸收、散射、荧光和光热特性，使其适用于催化、化学传感、生物传感、细胞与生物成像、药物和基因递送以及光热疗法等多种应用。其荧光标记可增强荧光团的发射，使其转变为兼具药物递送和生物成像功能的双模式纳米探针。