Версия для слабовидящих
Химики синтезировали молекулярные турникеты Печать Email
Новости об инновациях
29.03.2016

Химики из Пекинского педагогического университета и Института химии Китайской академии наук синтезировали новые соединения из класса «молекулярных турникетов». Молекула состоящая из нескольких циклических фрагментов способна вращаться или замирать в зависимости от наличия в растворе катионов серебра или палладия. Исследование опубликовано в Journal of Organic Chemistry.

Молекулы синтезированного вещества состоят из трех функциональных фрагментов — двух частей «статора» и  одного «ротора». В роли последнего играет полициклическая конструкция триптицена, состоящая из трех «лепестков» — фрагментов бензола, прикрепленных к центральному основанию. «Статоры» — два пиридиновых фрагмента, прикрепленных к разным концам «оси ротора». В отличие от бензола, в пиридине один из атомов углерода заменен на азот, способный легко образовывать связи с атомами металлов, благодаря чему авторам и удалось переключать состояния молекулы.

Различные конфигурации трех синтезированных роторов. Guangxia Wang et al. / JOC, 2016

Принцип работы молекул-турникетов. Guangxia Wang et al. / JOC, 2016

Когда в растворе присутствуют ионы серебра или палладия, «статоры» связываются с ними, образую жесткий контур. Отталкивание между атомами разных фрагментов молекулы мешает «ротору» повернуться и расположение «лепестков» оказывается зафиксированным. Авторы отмечают, что наилучшая фиксация достигается при использовании катионов палладия, более прочно связывающихся со «статорами». Различить закрытые и открытые состояния между собой химики смогли с помощью методов ядерного магнитного резонанса.

Схема синтеза. Guangxia Wang et al. / JOC, 2016

Синтез соединений происходил в шесть препаративных стадий. Первые две стадии представляли собой получение «ротора». Сначала к плоской молекуле дибромантрацена (три «склеенных» в линий бензольных кольца с двумя заместителями в центре) присоединяли будущую «ось» — два ацетиленовых фрагмента. Затем с помощью реакции Дильса-Альдера присоединяли к центральному кольцу антрацена фрагмент дегидробензола. Следующие стадии заключались в синтезе «статора» и присоединении его к «оси». «Молекулярные турникеты» оказались белыми порошками.

Авторы отмечают, что подобные соединения обладают двумя стабильными состояниями — открытым и закрытым. Это свойство можно использовать для хранения информации в единичных молекулах. Подобные «переключаемые» молекулы изучаются многими коллективами химиков. В частности, аналогичным образом устроены ротаксаны, способные работать, например, как «молекулы-насосы». 

Автор: Владимир Королёв

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/khimiki-sintezirovali-molekulyarnye-turnikety

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта