Cabinet of Chemical Curiosities - Part 2

Ihe omume gara aga nke ngalaba kemistri gosipụtara ọtụtụ ogige sitere na ihe ngosi freak kemịkalụ (na-ekpe ikpe site na aha usoro ahụ, ị ​​​​gaghị amụta banyere ha n'ụlọ akwụkwọ). Ndị a bụ “ndị” a na-akwanyere ùgwù nke ukwuu, bụ́ ndị, n'agbanyeghị ọdịdị ha na-adịghị ahụkebe, e nyere ihe nrite Nobel, na ihe onwunwe ha n'ọtụtụ ebe enweghị ike ibu ọnụ. N'isiokwu a, ọ bụ oge ịmara ihe odide mbụ na-esote sitere na alaeze nke kemịkalụ, ọ dịghị ihe na-adọrọ mmasị karịa okpueze ethers na ihe mmepụta ha.

Osisi kemịkalụ

Podands, ogige ndị nwere ogologo agbụ nke etinyere na akụkụ etiti nke molecule ahụ, ebutela klas ọhụrụ nke bekee (karịa na "okike octopuses" na isiokwu nke ọnwa gara aga). Chemists kpebiri ịbawanye ọnụ ọgụgụ nke "tentacles". Iji mee nke a, na nke ọ bụla n'ime ogwe aka na-ejedebe n'otu ìgwè nke atọm nwere ike imeghachi omume, agbakwunyere molecule ọzọ, na-ejedebe na otu kwekọrọ (abụọ ma ọ bụ karịa; isi ihe bụ ịbawanye ọnụ ọgụgụ nke ngalaba nwere ike jikọọ na ihe ndị ọzọ). . Ọtụtụ ụmụ irighiri ihe meghachiri omume na ya, mgbe ahụ karịa, na ihe ndị ọzọ. E gosipụtara mmụba na nha nke sistemu niile site na eserese a:

Ndị na-ahụ maka ọgwụ jikọtara ogige ọhụrụ ahụ na alaka osisi na-eto eto, ya mere aha dendrimerium (site na Greek dendron = osisi, meros = akụkụ). Na mbụ ọ na-asọrịta mpi na okwu "arborola" (nke a bụ Latin, ebe arbor pụtakwara osisi) ma ọ bụ "particles cascade". Ọ bụ ezie na onye na-ede akwụkwọ na-ele anya dị ka tentacles tangled nke jellyfish ma ọ bụ anemone na-anọkarị, ndị nchọpụta, n'ezie, nwere ikike ịkpọ aha. Njikọ nke dendrimers na akụkụ fractal bụkwa ihe dị mkpa nleba anya.

1. Ụdị nke otu n'ime dendrimers nke mbụ

Ogbo uto alaka

Dendrimers enweghị ike itolite ruo mgbe ebighị ebi (1). Ọnụ ọgụgụ nke alaka na-eto ngwa ngwa, na mgbe ọtụtụ na iri nkebi nke mgbakwunye nke ọhụrụ ụmụ irighiri ihe n'elu nke spherical uka, na free ohere agwụ (dum esịmde nanometer akụkụ; a nanometer bụ a ijeri otu mita). N'aka nke ọzọ, ohere maka ịmegharị ihe onwunwe nke dendrimer fọrọ nke nta ka ọ bụrụ enweghị njedebe. Ihe ndị dị n'elu nwere ike ịbụ hydrophilic ("mmiri na-ahụ n'anya," ya bụ, inwe mmekọrịta maka mmiri na ihe mgbaze polar) ma ọ bụ hydrophobic ("mmiri na-ezere," ma na-achọ ịbanye na mmiri mmiri na-abụghị polar, dị ka. ọtụtụ ihe mgbaze organic). ihe mgbaze). N'otu aka ahụ, ime nke molekul nwere ike ịbụ polar ma ọ bụ na-abụghị polar na ọdịdị. N'okpuru elu nke dendrimer, n'etiti alaka nke ọ bụla, e nwere oghere n'efu nke nwere ike ịmebata ihe ndị a họọrọ (na nhazi nhazi ma ọ bụ mgbe e mesịrị, a pụkwara itinye ha na ìgwè ndị dị elu). Ya mere, n'etiti osisi kemịkal, onye ọ bụla ga-ahụ ihe kwesịrị ekwesị maka mkpa ha. Ma gị, onye na-agụ, tupu ị gụọ akụkọ a ruo na njedebe, chee echiche banyere ihe ị nwere ike iji ụmụ irighiri ihe, dabere na nhazi ha, ga-adị "mma" na gburugburu ebe ọ bụla, oleekwa nke nwere ike ịnwe ihe ndị ọzọ?

N'ezie, dị ka containers maka ibufe ahọrọ ogige na-echebe ha ọdịnaya. (2). Ndị a bụ isi ngwa nke dendrimers. N'agbanyeghị na ha ka nọ n'ọkwa nyocha, a na-eji ụfọdụ n'ime ha eme ihe. Dendrimers dị mma maka ibuga ọgwụ na mpaghara mmiri mmiri nke ahụ. A ghaghị gbanwee ọgwụ ụfọdụ ka ọ gbazee n'ime mmiri ahụ - iji ndị na-ebufe ihe ga-ezere mgbanwe ndị a (ha nwere ike imetụta ịdị irè nke ọgwụ ahụ). Na mgbakwunye, a na-eji nwayọọ nwayọọ na-ewepụta ihe na-arụ ọrụ n'ime capsule, nke pụtara na enwere ike ibelata doses ma were obere oge. Mgbakwunye nke ụmụ irighiri ihe dị iche iche n'elu dendrimer na-eduga n'eziokwu ahụ bụ na a na-amata ha nanị site na mkpụrụ ndụ nke akụkụ ụfọdụ. Nke a, n'aka nke ya, na-enye ohere ka a na-ebuga ọgwụ ahụ ozugbo na ebe ọ na-aga na-enweghị ikpughe ahụ dum na mmetụta ndị na-adịghị mkpa, dịka ọmụmaatụ, na ọgwụgwọ ọrịa cancer.

2. Nlereanya nke dendrimer nwere molekul ọzọ

(n'elu)

A na-emepụta ihe ịchọ mma dabere na ma mmiri na abụba. Otú ọ dị, mgbe mgbe, ihe na-arụ ọrụ bụ abụba-soluble, na ngwaahịa ịchọ mma dị n'ụdị ngwọta nke mmiri mmiri (na ntụgharị: a ghaghị ịgwakọta ihe na-edozi mmiri na isi abụba). Ịgbakwunye emulsifiers (na-enye ohere ịmepụta ihe ngwọta nke mmiri na-edozi ahụ) anaghị arụ ọrụ mgbe niile. Ya mere, ụlọ nyocha nke ụlọ ọrụ ịchọ mma na-agbalị iji ike nke dendrimers dị ka ndị na-ebufe ihe nwere ike ime ngwa ngwa na mkpa. Ụlọ ọrụ kemịkalụ nchekwa ihe ọkụkụ na-eche nsogbu ndị yiri ya ihu. Ọzọ, ọ na-adịkarị mkpa ijikọta pesticide na-abụghị polar na mmiri. Dendrimers na-eme ka njikọ ahụ dị mfe ma, na mgbakwunye, jiri nwayọọ nwayọọ na-ahapụ nje ahụ n'ime, belata ihe ndị na-egbu egbu. Ngwa ọzọ bụ ọgwụgwọ ọla ọcha nanoparticles, nke a maara na-ebibi ụmụ nje. A na-emekwa nyocha maka iji dendrimers na-ebufe antigens na ọgwụ mgbochi yana iberibe DNA na nyocha mkpụrụ ndụ ihe nketa. Enwere ohere ndị ọzọ, naanị ịkwesịrị iji echiche gị mee ihe.

bọket

Glucose bụ ngwakọta organic kachasị ukwuu n'ụwa dị ndụ. A na-eme atụmatụ na a na-emepụta 100 ijeri tọn kwa afọ! Organisms na-eji isi ngwaahịa nke photosynthesis n'ụzọ dị iche iche. Glucose bụ isi iyi ike n'ime sel, na-eje ozi dị ka ihe nchekwa (starch osisi na glycogen anụmanụ) na ihe eji ewu ụlọ (cellulose). Na mmalite nke narị afọ nke iri na itoolu na nke iri abụọ, a chọpụtara na ngwaahịa nke ndakpọ starch n'okpuru ọrụ nke enzymes nje (nke a na-akpọ CD). Dị ka aha ahụ na-egosi, ndị a bụ njikọ cyclic ma ọ bụ mgbanaka:

Ha nwere isii (a-CD variant), asaa (b-CD) ma ọ bụ asatọ (g-CD) glucose ụmụ irighiri ihe, ọ bụ ezie na a na-amakwa nnukwu mgbanaka. (3). Ma gịnị kpatara ngwaahịa metabolic nke ụfọdụ nje bacteria na-adọrọ mmasị nke na ha nwere ebe na "Ụlọ Akwụkwọ Nkà na Ụzụ Na-eto Eto"?

3. Ụdị nke cyclodextrins. Site n'aka ekpe gaa n'aka nri: a - KD, b - KD, g - KD.

Nke mbụ, cyclodextrins bụ ogige soluble mmiri, nke na-ekwesịghị ịbụ ihe ijuanya - ha dị ntakịrị ma mejupụtara glucose soluble nke ukwuu (stachi na-etolite nnukwu ahụ iji mepụta ngwọta, mana enwere ike kwụsịtụrụ). Nke abuo, ọtụtụ OH otu na oxygen atom nke glucose nwere ike ijikọ ụmụ irighiri ihe ndị ọzọ. Nke atọ, a na-emepụta cyclodextrins site na usoro biotechnological dị mfe site na starch dị ọnụ ala ma dị ngwa ngwa (ugbu a na puku tọn puku tọn kwa afọ). Nke anọ, ha na-anọgide kpamkpam na-adịghị egbu egbu. Na n'ikpeazụ, ihe kachasị mbụ bụ ụdị ha (nke gị, onye na-agụ akwụkwọ, kwesịrị ịtụ aro mgbe ị na-eji ogige ndị a): bọket na-enweghị ala, i.e. cyclodextrins dị mma maka ibufe ihe ndị ọzọ (molecule na-agafe na nnukwu oghere agaghị ada). akpa na ala, na, na mgbakwunye, ọ na-ejikọta ya site na ndị agha interatomic). N'ihi enweghị mmerụ ahụ na ahụike ha, enwere ike iji ha dị ka ihe mgbakwunye na ọgwụ na ngwaahịa nri.

Otú ọ dị, ojiji mbụ nke cyclodextrins, nke a chọpụtara n'oge na-adịghị anya ka nkọwa ha gasịrị, bụ ọrụ catalytic. Ọ tụgharịrị na mberede na ụfọdụ mmeghachi omume metụtara ha na-aga n'ihu kpamkpam n'ụzọ dị iche karịa na enweghị ogige ndị a na gburugburu ebe obibi. Ihe kpatara ya bụ na molekul mkpụrụ ("onye ọbịa") na-abanye n'ime bọket ("onye ọbịa"). (4, 5). Ya mere, akụkụ nke molekul enweghị ike ịnweta reagents, na mgbanwe nwere ike ime naanị n'ebe ndị ahụ na-apụta n'èzí. Usoro nke ime ihe yiri omume nke ọtụtụ enzymes, nke nwekwara "nkpuchi" akụkụ nke ụmụ irighiri ihe.

4. Nlereanya molekul cyclodextrin nwere molekul ọzọ.

5. Ọzọ anya na otu mgbagwoju

Kedu ụmụ irighiri ihe enwere ike ịchekwa n'ime cyclodextrins? Ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ihe ọ bụla ga-adaba n'ime - isi ihe dị mkpa bụ nzikọrịta ozi nke nha nke onye ọbịa na onye ọbịa (dị ka ọ dị n'ihe banyere corona ethers na usoro ha; lee edemede nke ọnwa gara aga) (6). Nke a bụ ihe onwunwe nke cyclodextrins

6. Cyclodextrin gbara na agbụ ọzọ

ụmụ irighiri ihe, ya bụ, rotaxane (nkọwa ndị ọzọ: na mbipụta

Jenụwarị)

na-eme ka ha baa uru maka ịhọpụta ogige site na gburugburu ebe obibi. N'ụzọ dị otú a, a na-eme ka ihe dị ọcha dị ọcha ma kewapụ ya na ngwakọta mgbe mmeghachi omume (dịka ọmụmaatụ, na mmepụta ọgwụ).

Ojiji ndị ọzọ? Otu nwere ike ịdepụta ihe ndị sitere na isiokwu gara aga na usoro (ụdị nke enzymes na ndị na-ebugharị, ọ bụghị naanị ndị ionic - cyclodextrins na-ebufe ihe dị iche iche) na nkọwa na-akọwa dendrimers (ibufe ihe ndị na-arụ ọrụ na ọgwụ, ihe ịchọ mma na ngwaahịa nchebe osisi). Uru nke nkwakọ ngwaahịa cyclodextrin dịkwa otu - ihe niile na-agbaze na mmiri (n'adịghị ka ọtụtụ ọgwụ, ihe ịchọ mma na ọgwụ pesticides), a na-ewepụta ihe na-arụ ọrụ nke nta nke nta ma na-adịte aka (na-enye ohere iji obere doses mee ihe), na akpa eji eme ihe bụ biodegradable (microorganisms decompose). ngwa ngwa). ngwaahịa sitere n'okike, ọ bụkwa metabolized na ahụ mmadụ). A na-echekwa ọdịnaya nke ngwugwu ahụ site na mmetụta gburugburu ebe obibi (belata ohere ịnweta molekul echekwara). Ngwaahịa nchekwa ihe ọkụkụ etinyere na cyclodextrins nwere ụdị nke dabara adaba maka ojiji. Ọ bụ ntụ ntụ ọcha yiri ntụ ọka nduku nke a na-agbaze na mmiri tupu ejiri ya. Ya mere, ọ dịghị mkpa iji ihe mgbaze organic dị ize ndụ na ọkụ.

Mgbe ị na-elele ndepụta nke ojiji nke cyclodextrin, anyị nwere ike ịhụ ọtụtụ "flavors" na "isi" ndị ọzọ edepụtara. Ọ bụ ezie na nke mbụ bụ ihe atụ a na-ejikarị eme ihe, nke abụọ nwere ike iju gị anya. Otú ọ dị, bọket kemịkal na-arụ nzube nke iwepụ ísì ọjọọ yana ịchekwa na ịtọhapụ ísìsì ndị a chọrọ. Ndị na-ekpo ọkụ ikuku, ihe na-esi ísì, ihe na-esi ísì ụtọ na akwụkwọ na-esi ísì ụtọ bụ nanị ihe atụ ole na ole nke ojiji nke ogige cyclodextrin. Eziokwu na-adọrọ mmasị bụ na ogige ndị na-esi ísì ụtọ na-etinye na cyclodextrins na-agbakwunye na ntụ ntụ. N'oge a na-agba ígwè ma na-eyi, ísì ụtọ na-eji nwayọọ nwayọọ na-agbaji ma hapụ ya.

Oge ịnwale. "Ọgwụ ilu bụ ọgwụ kacha mma," ma ọ na-atọ ụtọ. Otú ọ dị, ọ bụrụ na a na-enye ya n'ụdị mgbagwoju anya na cyclodextrin, a gaghị enwe mmetụta na-adịghị mma (ihe dịpụrụ adịpụ na uto uto). A na-ewepụkwa ilu nke ihe ọṅụṅụ mkpụrụ osisi grepu site n'enyemaka nke cyclodextrins. Mwepụta nke galik na ngwa nri ndị ọzọ na-akwụsi ike n'ụdị ogige karịa n'ụdị efu. N'otu aka ahụ ngwugwu ekpomeekpo na-akwalite uto kọfị na tii. Na mgbakwunye, nlele nke ọrụ anticholesterol ha na-ekwu maka cyclodextrins. A na-ekekọta ụmụ irighiri ihe nke “ọjọọ” cholesterol n'ime bọket kemịkal ma na-esi na ahụ pụta n'ụdị a. Ya mere, cyclodextrins, ngwaahịa sitere n'okike, bụkwa ahụike n'onwe ya.