金化合物

作为催化剂的金

在20 世纪 80 年代以前，人们认为金的催化活性有限。然而，在 F. Dean Toste 和 Alois Fürstner 等先驱的领导下，科技进步使得金成为过渡金属催化中的关键制剂。金介导催化（有时也称为π-酸催化）通常依赖于膦连接金（I）（phosphine-ligated gold）配合物，近来已成为形成 C-C 键的强效催化剂 ，能够在温和的条件下进行各种反应，包括环丙烷化、烯炔异构化、Rautenstrauch 重排、烯反应和扩环。通常，该催化剂体系涉及一种膦金氯化物（I）络合物，该络合物与银盐助催化剂结合起来可以原位生成活性物质。

金不仅具有装饰作用，还是制药过程中的一种重要催化剂。金催化剂在药物中间体的合成中发挥着关键作用，提升了药物生产效率。

研究表明，当与有机催化相结合时，金催化剂是一种功能特别强大的合成工具。金络合物与有机催化剂之间的协同作用带来了优异的效率，促进了从羰基加成到环加成的各种反应。这种催化能力不仅能加快反应速度，还能以良好的选择性合成复杂的药物中间体。随着药物研究的发展，金-有机催化剂二元催化系统不断重新定义合成策略，为更简化、更可持续的药物开发过程铺平了道路。

氯化金

氯化金（III）是一种由金和氯结合而成的化合物，在自然界中呈单斜结构。它有两种形式：水合的和无水的。这两种形式都是吸湿性的光敏性固体。氯化金（III）是一种路易斯酸，与盐酸反应生成 HAuCl4。

它可作为有机合成催化剂，有助于形成对制药业的发展至关重要的复杂分子结构。此外，它的抗菌特性有助于新型抗生素的研究，从而解决耐药性感染（drug-resistant infection）问题。

此外，氯化金（III）的热分解会产生氯化亚金，也称为氯化金（I）。它具有四方晶体结构，微溶于水。在醛的官能化反应中，氯化金（I）作为催化剂与胺类一起进行协同催化，通过α-炔基化和α-丙二烯化形成炔醛和丙二烯醛（allenyl aldehyde）。

三水合氯化金是金、氯和水分子形成的结晶化合物。它可作为分析化学 试剂，有助于物质的鉴定和定量测定，还可用于合成各种金化合物。此外，它在电镀过程中起关键作用，可将金沉积到其它金属表面。另外，三水合氯化金（III）可是一种重要前体，用于采用不同方法合成金纳米颗粒。例如，在 Turkevich 法中 HAuCl4 被用于合成 20 纳米颗粒。研究人员开发了 Brust-Schiffrin 方法，利用 HAuCl4 溶液来控制金纳米颗粒的尺寸和低分散性。

金纳米颗粒

胶体纳米颗粒，也称金纳米颗粒 (AuNP)，具有多种表面功能，以及出色的热机械性能、高比表面积和低毒性。金纳米颗粒通常是在液体介质中通过氯金酸的还原产生。酸溶解后，它与还原剂迅速混合。这一过程使得 Au3+ 离子被还原为中性金原子。随着更多金原子的产生，溶液变为过饱和态，随后亚纳米级的金颗粒开始沉淀。

由于其球形结构、较大的表面积体积比和良好的生物相容性，金纳米颗粒被广泛应用于生物医学领域，包括基于基于电化学传感器的诊断和药物递送 。它们还用于检测心脏病、癌症和传染病诊断中的生物标记物。金纳米颗粒也常用于侧流免疫层析（lateral flow immunoassay），常见的家用实例就是家庭妊娠测试。此外，由于其高表面积体积比，它们可以与治疗剂结合。金纳米颗粒在 700 纳米到 800 纳米光辐照下会产生热量。这种特性使它们能够破坏特定的肿瘤。当光照射到含有金纳米颗粒的肿瘤上时，金纳米颗粒会迅速升温，杀死肿瘤细胞。这种治疗被称为热疗。

金纳米颗粒还可用于共振散射暗视野显微镜（ resonance scattering dark-field microscopy），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，并识别其表面受体。它们还被用于研究内吞作用。 此外，将包被DNA的金纳米颗粒注入植物细胞和胚胎，可以确保遗传物质的渗透和修饰，从而增强植物质体的功能。

金纳米颗粒可用作各种有机转化反应的催化剂。固体支撑的金纳米颗粒可作为CO 氧化和异相催化的高活性催化剂 。它们可用于氧化/还原和 C-C 偶联反应等有机反应。

金纳米棒

金纳米棒（AuNR）呈棒状结构，具有独特的光学特性，在可见光谱中有很强的吸收带。金纳米棒可在各种波长范围内轻松调节，因此被广泛应用于生物环境中的传感器、光热疗法和成像设备。借助尺寸和形状依赖性量子效应，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，这些特性使其适用于催化、化学传感、生物传感、细胞和生物成像、药物和基因递送以及光热治疗等多种应用。它们的荧光标记增强了荧光团的发射，将其转化为双模式纳米探针制剂，可用于联用药物递送和生物成像应用。