Fremhævet i denne uge
S1-brompropan (n-propylbromid eller nPB) er en organobrominforbindelse med den kemiske formel CH3CH2CH2Br. [1] Det er en farveløs væske. Lidt tættere end vand og let opløselig i vand. Ved opvarmning til høje temperaturer kan der udsendes giftige dampe. [2]
Udvalgt Artikler
For at fremstille sæbe skal du bare indsætte et iltatom i en kulstof-hydrogenbinding. Opskriften lyder muligvis enkel. Men kulstof-hydrogenbindinger, som tyggegummi, der sidder fast i hår, er vanskelige at trække fra hinanden. Da de danner grundlaget for langt mere end bare sæbe, kan det at finde en måde at bryde det stædige par revolutionere, hvordan kemiske industrier producerer alt fra lægemidler til husholdningsartikler. Nu har forskere ved Harvard University og Cornell University gjort netop det: For første gang opdagede de nøjagtigt, hvordan en reaktiv kobber-nitrenekatalysator - som ligesom jordnøddesmøret bruges til at løsne tyggegummiets greb om hår, hjælper med at skubbe en kemisk reaktion til at forekomme — Kunne omdanne en af disse stærke kulstof-hydrogenbindinger til en kulstof-nitrogenbinding, en værdifuld byggesten til kemisk syntese. I et papir offentliggjort i Science, Kurtis Carsch, en ph.d. studerende ved Graduate School of Arts and Sciences ved Harvard University, Ted Betley, Erving Professor i kemi ved Harvard, Kyle Lancaster, lektor i kemi ved Cornell University og deres team af samarbejdspartnere, beskriver ikke kun, hvordan en reaktiv kobber-nitren katalysator udfører sin magi, men også hvordan man flasker værktøjet for at bryde de stædige kulstof-hydrogenbindinger og fremstille produkter som opløsningsmidler, rengøringsmidler og farvestoffer med mindre spild, energi og omkostninger. Industrier smeder ofte grundlaget for sådanne produkter (aminer) gennem en flertrinsproces: For det første omdannes rå alkanmaterialer til reaktive molekyler, ofte med høje omkostninger, undertiden skadelige katalysatorer. Derefter skal det transformerede substrat udveksle en kemisk gruppe, som ofte kræver et helt nyt katalytisk system. Undgå dette mellemliggende trin - og i stedet straks at indsætte den ønskede funktion direkte i udgangsmaterialet - kunne reducere de samlede materialer, energi, omkostninger og potentielt endog toksiciteten af processen. Det var det Betley og hans team havde til formål at gøre: Find en katalysator, der kunne springe kemiske trin over. Selvom forskere har jaget efter den nøjagtige sammensætning af en reaktiv kobber-nitrenekatalysator i over et halvt århundrede og endda spekuleret i, at kobber og nitrogen kan være kernen i det kemiske værktøj, var den nøjagtige dannelse af parets elektroner ukendt. ”Elektroner er som fast ejendom, mand. Placering er alt, ”sagde Betley. ”Placeringen af elektroner i et molekyle er tæt knyttet til dets reaktivitet,” sagde Lancaster, der sammen med Ida DiMucci, en kandidatstuderende i sit laboratorium, hjalp med at etablere elektroniske fortegnelser på kobber og kvælstof. Ved hjælp af røntgenspektroskopi til at finde energier, hvor fotoner ville blive absorberet - mærket for en elektron fravær - fandt de to forskellige huller på nitrogenet. “Denne smag af nitrogen - hvor du mangler disse to elektroner - har været involveret i reaktivitet i årtier, men ingen har leveret direkte eksperimentelle beviser for en sådan art.” Det har de nu. Typisk, hvis et kobberatom binder til et nitrogen, opgiver begge nogle af deres elektroner for at danne en kovalent binding, hvor de deler elektronerne ligeligt. ”I dette tilfælde,” sagde Betley, “er det kvælstof med to huller på, så det har to frie radikaler, og det er bare bundet af et ensomt par i kobberet.” Denne binding forhindrer den flygtige nitren i at suse ud og udføre destruktiv kemi med det, der kommer i vejen. Når nogen f.eks. Får et snit på deres ben, sender kroppen en reaktiv iltart svarende til disse nitrenradikaler. De reaktive iltarter angriber invaderende parasitter eller infektiøse agenser, men de kan også beskadige DNA. Så for at indeholde den reaktive nitren byggede førsteforfatter Carsch et massivt bur i form af en ligand. Liganden - som organisk buskværk, der omgiver kobbernitrenparret - holder katalysatoren intakt. Skær det buskværk ned, og introducer et andet stof - som en kulstof-hydrogenbinding - så begynder den brændende nitren at virke. Betley kalder katalysatoren en skeletnøgle, et værktøj med potentiale til at låse op for bindinger, der ellers ville være for stærke til at bruge i syntese. ”Forhåbentlig kan vi generere disse kemiske arter, der nu vil være så reaktive, at de gengiver de mest inerte slags stoffer, vi har omkring os, som noget, vi kan lege med,” sagde han. "Det ville være virkelig, virkelig magtfuldt." Da byggestenene - som kobber og aminer - er rigelige og billige, kunne skeletnøglen låse op for mere praktiske måder at fremstille lægemidler eller husholdningsprodukter på. Da Carsch først lavede molekylet, "var han bogstaveligt talt bundet af glæde," sagde Betley. “Jeg var som, 'OK, sæt dig ned.'" Men resultaterne blev mere interessante: nitrenen reagerer bedre end forventet, selvom "molekylet ikke har ret til at være stabil", og bindingsstrukturen så anderledes ud end noget af designet foreslået i løbet af de sidste seks årtier med forskning. "Havde vi foreslået det fra starten, tror jeg, at folk ville have latterliggjort os." Selvom Betley jagede denne undvigende art - hvad Lancaster kalder ”storvildjagt” - lige siden han startede sit laboratorium i 2007, bekymrer han sig mindre om sin sejr og mere om sine samarbejdspartnere. "Jeg får al min glæde ved at se Kurtis og mine andre studerende blive super fyrede over, hvad de faktisk har været i stand til at lave." Carsch stod over for både kritikere og kemiske vægge, men fortsatte alligevel i sin jagt. ”Jeg er glad for, at han er stædig, så stædig som mig,” sagde Betley. De kan begge være lige så stædig som de bånd, de nu kan bryde. Da Lancaster og femteårsstuderende DiMucci bekræftede resultaterne i Cornell, "sendte han en ret farverig e-mail" til Betley-teamet. Men også han krediterer sine samarbejdspartnere. DiMucci tilbragte syv dage på Stanford Synchrotron Radiation Lightsource med at analysere katalysatorens elektroniske struktur sammen med deres team. ”Uden deres nye eksperimentelle kapaciteter,” sagde Lancaster, “ville vi virkelig ikke have haft signalet til støj og den lave baggrund, der gjorde det let at identificere denne ting.” Derefter kunne holdet hente inspiration fra dette nye design til at bygge katalysatorer med endnu bredere anvendelser, som at spejle naturens måde at omdanne farlig metan til methanol. ”En ægte hellig gral ville være at sige,” OK, at CH-bindingen der, den særlige i dette molekyle, jeg vil gøre det til en CN-binding eller en CO-binding, ”sagde Lancaster.
En måde at fremstille organiske polymerer fra de duftende molekyler i nåletræer og frugttræer er blevet udviklet af forskere ved University of Birmingham. Teknikken, der er udviklet til 3D-udskrivningsapplikationer, kan føre til en ny generation af bæredygtige materialer til brug i biomedicinske applikationer eller prototyper. Kaldet terpener, molekylerne findes i æteriske olier i en lang række planter og bruges ofte i dufte, kosmetik og andre husholdningsprodukter. Fordi de er vanskelige at udtrække og behandle, erstattes ofte syntetiske versioner. Terpener kan også bruges til at fremstille harpikser. Dette gør dem ekstremt interessante for kemikere og ingeniører, der undersøger nye bæredygtige polymerer til erstatning af plast fremstillet af petrokemiske stoffer. Udfordringen er at finde en måde at behandle terpenerne effektivt nok til at producere interessante materialer. Forskere ved University of Birmingham's School of Chemistry har udviklet en teknik til at ekstrahere molekylerne og konvertere dem til stabile harpikser. Ved at kombinere dem med svovlbaserede organiske forbindelser kaldet thioler kan harpikser aktiveres af lys for at danne et fast materiale. Deres resultater offentliggøres i Polymer Chemistry. Behandling af terpener på denne måde gør dem særligt nyttige i en 3-D-udskrivningsproces kaldet stereolitografi, hvor objekter er opbygget i flere lag og smeltet sammen under UV-lys for at danne 3-D-objekter. Hovedforfatter, professor Andrew Dove, forklarer: ”Vi er nødt til at finde bæredygtige måder at fremstille polymerprodukter, der ikke er afhængige af petrokemiske stoffer. Terpener er blevet anerkendt som havende et reelt potentiale i denne søgning, og vores arbejde er et lovende skridt mod at kunne udnytte disse naturlige produkter. ” Forskellige terpener producerer forskellige materialegenskaber, og det næste trin for holdet er at undersøge disse egenskaber mere detaljeret for bedre at kontrollere dem. Selvom duftene ikke er nøglen til terpenenes materialegenskaber, er forskere interesserede i at se, om de også kan udnyttes i nogle produkter.
