Представено тази седмица
S1-Бромопропан (n-пропилбромид или nPB) е броморганично съединение с химична формула CH3CH2CH2Br. [1] Това е безцветна течност. Малко по-плътен от вода и слабо разтворим във вода. При нагряване до високи температури може да отделя токсични изпарения. [2]
Препоръчани Cтатии
За да направите сапун, просто вмъкнете кислороден атом във връзка въглерод-водород. Рецептата може да звучи просто. Но връзките въглерод-водород, като дъвка, залепена в косата, са трудни за разкъсване. Тъй като те осигуряват основата за много повече от просто сапун, намирането на начин да се разбие тази упорита двойка може да революционизира начина, по който химическата промишленост произвежда всичко - от фармацевтични продукти до домакински стоки. Сега изследователи от Харвардския университет и Корнелския университет направиха точно това: За първи път те откриха точно как реактивен медно-нитренов катализатор – който подобно на фъстъченото масло, използвано за разхлабване на сцеплението на дъвката върху косата, помага да се подтикне протичането на химическа реакция — може да трансформира една от тези силни връзки въглерод-водород във връзка въглерод-азот, ценен градивен елемент за химическия синтез. В статия, публикувана в Science, Къртис Карш, доктор по философия. студент във Висшето училище по изкуства и науки в Харвардския университет, Тед Бетли, професорът по химия на Ървинг в Харвард, Кайл Ланкастър, доцент по химия в университета Корнел, и техният екип от сътрудници, не само описват как реактивен мед-нитрен катализаторът изпълнява своята магия, но също и как да бутилирате инструмента, за да разкъсате тези упорити въглерод-водородни връзки и да направите продукти като разтворители, детергенти и багрила с по-малко отпадъци, енергия и разходи. Индустриите често изковават основата на такива продукти (амини) чрез многоетапен процес: Първо, суровите алканови материали се превръщат в реактивни молекули, често със скъпи, понякога вредни катализатори. След това трансформираният субстрат трябва да обмени химична група, което често изисква изцяло нова каталитична система. Избягването на тази междинна стъпка - и вместо това незабавно вмъкване на желаната функция директно в изходния материал - може да намали общите материали, енергия, цена и потенциално дори токсичността на процеса. Това е целта на Бетли и неговия екип: да намерят катализатор, който може да прескочи химически стъпки. Въпреки че изследователите са търсили точния състав на реактивен медно-нитренов катализатор повече от половин век и дори са спекулирали, че медта и азотът може да са сърцевината на химическия инструмент, точното образуване на двойката електрони остава неизвестно. „Електроните са като недвижими имоти, човече. Местоположението е всичко“, каза Бетли. „Разположението на електроните в една молекула е тясно свързано с нейната реактивност“, каза Ланкастър, който заедно с Айда ДиМучи, аспирант в неговата лаборатория, помогна за установяването на запасите от електрони върху медта и азота. Използвайки рентгенова спектроскопия, за да намерят енергии, при които фотоните ще бъдат абсорбирани - знакът за отсъствие на електрон - те откриха две различни дупки в азота. „Този вкус на азот – в който липсват тези два електрона – е замесен в реактивността от десетилетия, но никой не е предоставил директни експериментални доказателства за такъв вид.“ Сега имат. Обикновено, ако меден атом се свърже с азот, и двата отделят част от своите електрони, за да образуват ковалентна връзка, в която споделят електроните по равно. "В този случай", каза Бетли, "това е азотът с две дупки върху него, така че има два свободни радикала и просто е свързан с несподелена двойка в медта." Това свързване не позволява на летливия нитрен да изхвърчи и да извърши разрушителна химия с всичко, което се изпречи на пътя му. Когато някой получи порязване на крака си, например, тялото изпраща реактивни кислородни видове, подобни на тези нитренови радикали. Реактивните кислородни видове атакуват нахлуващи паразити или инфекциозни агенти, но могат да увредят и ДНК. И така, за да задържи реактивния нитрен, първият автор Карш изгради масивна клетка под формата на лиганд. Подобният на лиганда органичен храст, заобикалящ двойката меден нитрен, запазва катализатора непокътнат. Намалете тези храсти и въведете друго вещество - като връзка въглерод-водород - и огненият нитрен започва да работи. Бетли нарича катализатора скелетен ключ, инструмент с потенциал да отключи връзки, които иначе биха били твърде силни, за да се използват в синтеза. „Надяваме се, че можем да генерираме тези химически видове, които сега ще бъдат толкова реактивни, че превръщат най-инертния вид вещества, които имаме около нас, в нещо, с което можем да си играем“, каза той. „Това би било наистина, наистина силно.“ Тъй като градивните елементи - като медта и амините - са в изобилие и са евтини, скелетният ключ може да отключи по-практични начини за производство на фармацевтични или домакински продукти. Когато Карш за първи път направи молекулата, „той буквално прескачаше от радост“, каза Бетли. „Помислих си „ОК, успокой се“.“ Но резултатите станаха по-интересни: нитренът реагира по-добре от очакваното, въпреки че „молекулата няма право да бъде стабилна“, а структурата на свързване изглеждаше различно от всеки един от дизайните предложени през последните шест десетилетия на изследвания. „Ако го бяхме предложили в самото начало, мисля, че хората щяха да ни се присмиват.“ Въпреки че Бетли преследва този неуловим вид – това, което Ланкастър нарича „лов на едър дивеч“ – откакто стартира своята лаборатория през 2007 г., той се интересува по-малко от победата си и повече от своите сътрудници. „Изпитвам пълното си удоволствие от това да видя Къртис и другите ми ученици да се запалват супер за това, което всъщност са успели да направят.“ Карш се сблъска както с критици, така и с химически стени, но въпреки това продължи да търси. „Радвам се, че е упорит, упорит като мен“, каза Бетли. И двамата може да са толкова упорити, колкото връзките, които сега могат да разрушат. В Корнел, когато Ланкастър и петогодишният студент Ди Мучи потвърдиха констатациите, той „изпрати доста колоритен имейл“ до екипа на Бетли. Но и той приписва своите сътрудници. DiMucci прекара седем дни в Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, анализирайки електронната структура на катализатора с техния екип. „Без техните нови експериментални възможности“, каза Ланкастър, „ние наистина нямаше да имаме сигнал към шум и ниския фон, който направи идентифицирането на това нещо доста лесно.“ След това екипът може да почерпи вдъхновение от този нов дизайн, за да изгради катализатори с дори по-широкообхватни приложения, като отразяване на природния начин за превръщане на опасния метан в метанол. „Истински свещен граал би било да се каже: „Добре, тази CH връзка там, тази конкретна в тази молекула, искам да я превърна в CN връзка или CO връзка“, каза Ланкастър.
Начин за производство на органични полимери от ароматните молекули в иглолистните дървета и овощните дървета е разработен от учени от университета в Бирмингам. Техниката, разработена за приложения за 3-D печат, може да доведе до ново поколение устойчиви материали за използване в биомедицински приложения или създаване на прототипи. Наречени терпени, молекулите се намират в етеричните масла на голямо разнообразие от растения и често се използват в аромати, козметика и други домакински продукти. Тъй като те са трудни за извличане и обработка, синтетичните версии често се заместват. Терпените също могат да се използват за производство на смоли. Това ги прави изключително интересни за химици и инженери, които изследват нови устойчиви полимери, които да заменят пластмасите, направени от нефтохимикали. Предизвикателството е да се намери начин за обработка на терпените достатъчно ефективно, за да се произвеждат интересни материали. Изследователи от Училището по химия на университета в Бирмингам са разработили техника за извличане на молекулите и превръщането им в стабилни смоли. Чрез комбинирането им с органични съединения на основата на сяра, наречени тиоли, смолите могат да се активират от светлина, за да образуват твърд материал. Техните резултати са публикувани в Polymer Chemistry. Обработката на терпените по този начин ги прави особено полезни в процес на 3-D печат, наречен стереолитография, където обектите се изграждат в множество слоеве и се сливат заедно под UV светлина, за да образуват 3-D обекти. Водещият автор, професор Андрю Доув, обяснява: „Трябва да намерим устойчиви начини за производство на полимерни продукти, които не разчитат на нефтохимикали. Терпените са признати за притежаващи реален потенциал в това търсене и нашата работа е обещаваща стъпка към възможността да овладеем тези естествени продукти. Различните терпени произвеждат различни свойства на материала и следващата стъпка за екипа е да проучи тези свойства по-пълно, за да ги контролира по-добре. Въпреки че ароматите не са ключови за материалните свойства на терпените, изследователите се интересуват да видят дали те могат да бъдат използвани и в някои продукти.
