Δελτίο 4 Οκτωβρίου 2019

Εμφανίζεται αυτήν την εβδομάδα

1-βρωμοπροπάνιο

Το S1-βρωμοπροπάνιο (η-προπυλοβρωμίδιο ή ηΡΒ) είναι μια ένωση οργανοβρωμίνης με τον χημικό τύπο CH3CH2CH2Br. [1] Είναι ένα άχρωμο υγρό. Ελαφρώς πυκνότερο από το νερό και ελαφρώς διαλυτό στο νερό. Όταν θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να εκπέμψει τοξικούς καπνούς. [2]


Κατεβάστε ολόκληρο το PDF παρακάτω


Προτεινόμενα Articles

Η πρόσφατα ανακαλυφθείσα αρχιτεκτονική ενός χαλκού-νιτροειδούς συμπλέγματος θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη χημική σύνθεση

Για να φτιάξετε σαπούνι, απλώς εισάγετε ένα άτομο οξυγόνου σε έναν δεσμό άνθρακα-υδρογόνου. Η συνταγή μπορεί να ακούγεται απλή. Όμως, οι δεσμοί άνθρακα-υδρογόνου, όπως κόμμι στα μαλλιά, είναι δύσκολο να διαχωριστούν. Δεδομένου ότι παρέχουν τα θεμέλια για κάτι πολύ περισσότερο από το σαπούνι, η εύρεση ενός τρόπου να σπάσει αυτό το επίμονο ζευγάρι θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι χημικές βιομηχανίες παράγουν τα πάντα, από φαρμακευτικά προϊόντα έως οικιακά είδη. Τώρα, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και του Πανεπιστημίου του Κορνέλ έκαναν ακριβώς αυτό: Για πρώτη φορά, ανακάλυψαν ακριβώς πώς ένας αντιδραστικός καταλύτης χαλκού-αζώτου - που όπως το φυστικοβούτυρο που χρησιμοποιείται για να χαλαρώσει την πρόσφυση των ούλων στα μαλλιά, βοηθά στην πρόκληση μιας χημικής αντίδρασης - θα μπορούσε να μετατρέψει έναν από αυτούς τους ισχυρούς δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου σε δεσμό άνθρακα-αζώτου, ένα πολύτιμο δομικό στοιχείο για τη χημική σύνθεση. Σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε στο Science, ο Kurtis Carsch, Ph.D. φοιτητής στη Μεταπτυχιακή Σχολή Τεχνών και Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, Ted Betley, ο καθηγητής Χημείας Erving στο Χάρβαρντ, Kyle Lancaster, Αναπληρωτής Καθηγητής Χημείας στο Πανεπιστήμιο Cornell και η ομάδα των συνεργατών τους, όχι μόνο περιγράφουν πώς ένα αντιδραστικό χαλκό-νιτένιο Ο καταλύτης εκτελεί τη μαγεία του, αλλά και πώς να εμφιαλώνει το εργαλείο για να σπάσει αυτούς τους επίμονους δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου και να κατασκευάσει προϊόντα όπως διαλύτες, απορρυπαντικά και βαφές με λιγότερα απόβλητα, ενέργεια και κόστος. Οι βιομηχανίες συχνά σφυρηλατούν την ίδρυση τέτοιων προϊόντων (αμίνες) μέσω μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων: Πρώτον, οι πρώτες ύλες αλκανίου μετατρέπονται σε αντιδραστικά μόρια, συχνά με υψηλού κόστους, μερικές φορές επιβλαβείς καταλύτες. Στη συνέχεια, το μετασχηματισμένο υπόστρωμα πρέπει να ανταλλάξει μια χημική ομάδα, η οποία συχνά απαιτεί ένα εντελώς νέο καταλυτικό σύστημα. Η αποφυγή αυτού του ενδιάμεσου βήματος - και αντ 'αυτού η άμεση εισαγωγή της επιθυμητής λειτουργίας απευθείας στο αρχικό υλικό - θα μπορούσε να μειώσει τα συνολικά υλικά, την ενέργεια, το κόστος και ενδεχομένως ακόμη και την τοξικότητα της διαδικασίας. Αυτό ήθελαν να κάνουν ο Betley και η ομάδα του: Βρείτε έναν καταλύτη που θα μπορούσε να παραλείψει τα χημικά βήματα. Παρόλο που οι ερευνητές έχουν κυνηγήσει την ακριβή σύνθεση ενός αντιδραστικού καταλύτη χαλκού-αζώτου για πάνω από μισό αιώνα και μάλιστα εικάζουν ότι ο χαλκός και το άζωτο μπορεί να είναι ο πυρήνας του χημικού εργαλείου, ο ακριβής σχηματισμός των ηλεκτρονίων του ζεύγους παρέμεινε άγνωστος. «Τα ηλεκτρόνια είναι σαν ακίνητα, φίλε. Η τοποθεσία είναι το παν », είπε ο Betley. «Η διάθεση των ηλεκτρονίων σε ένα μόριο συνδέεται στενά με την αντιδραστικότητά του», δήλωσε ο Λάνκαστερ, ο οποίος, μαζί με την Ida DiMucci, μεταπτυχιακό φοιτητή στο εργαστήριό του, βοήθησαν στη δημιουργία των αποθεμάτων ηλεκτρονίων στον χαλκό και το άζωτο. Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία ακτίνων Χ για να βρουν ενέργειες όπου τα φωτόνια θα απορροφήθηκαν - το σημάδι της απουσίας ενός ηλεκτρονίου - βρήκαν δύο ξεχωριστές οπές στο άζωτο. "Αυτή η γεύση αζώτου - στην οποία λείπουν αυτά τα δύο ηλεκτρόνια - έχει εμπλακεί στην αντιδραστικότητα εδώ και δεκαετίες, αλλά κανείς δεν έχει παράσχει άμεσα πειραματικά στοιχεία για ένα τέτοιο είδος." Έχουν τώρα. Συνήθως, εάν ένα άτομο χαλκού συνδέεται με ένα άζωτο, και τα δύο παραδίδουν μερικά από τα ηλεκτρόνια τους για να σχηματίσουν έναν ομοιοπολικό δεσμό, στον οποίο μοιράζονται τα ηλεκτρόνια δίκαια. «Σε αυτήν την περίπτωση», είπε ο Μπέτλεϊ, «είναι το άζωτο με δύο τρύπες πάνω του, οπότε έχει δύο ελεύθερες ρίζες και απλώς δεσμεύεται από ένα μοναχικό ζεύγος στο χαλκό». Αυτή η δέσμευση εμποδίζει το πτητικό άζωτο να συσπάται και να εκτελεί καταστροφική χημεία με ό, τι εμποδίζει. Όταν κάποιος χτυπήσει στο πόδι του, για παράδειγμα, το σώμα στέλνει ένα αντιδραστικό είδος οξυγόνου, παρόμοιο με αυτές τις ρίζες αζώτου. Το είδος αντιδραστικού οξυγόνου επιτίθεται σε παρασιτικά ή μολυσματικούς παράγοντες, αλλά μπορούν επίσης να βλάψουν το DNA. Έτσι, για να περιέχει το αντιδραστικό άζωτο, ο πρώτος συγγραφέας Carsch δημιούργησε ένα τεράστιο κλουβί με τη μορφή προσδέματος. Το πρόσδεμα - όπως η οργανική θάμνος που περιβάλλει το ζεύγος χαλκού αζώτου - διατηρεί τον καταλύτη άθικτο. Μειώστε αυτόν τον θάμνο και εισαγάγετε μια άλλη ουσία - όπως έναν δεσμό άνθρακα-υδρογόνου - και το φλογερό άζωτο αρχίζει να λειτουργεί. Η Betley αποκαλεί τον καταλύτη ένα κλειδί σκελετού, ένα εργαλείο με τη δυνατότητα να ξεκλειδώσει δεσμούς που διαφορετικά θα ήταν πολύ ισχυροί για χρήση στη σύνθεση. «Ας ελπίσουμε ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε αυτά τα χημικά είδη που τώρα θα είναι τόσο αντιδραστικά που καθιστούν το πιο αδρανές είδος ουσιών που έχουμε γύρω μας ως κάτι που μπορούμε να παίξουμε», είπε. «Αυτό θα ήταν πραγματικά, πολύ δυνατό.» Δεδομένου ότι τα δομικά στοιχεία - όπως ο χαλκός και οι αμίνες - είναι άφθονα και φθηνά, το κλειδί σκελετού θα μπορούσε να ξεκλειδώσει πιο πρακτικούς τρόπους κατασκευής φαρμακευτικών προϊόντων ή οικιακών προϊόντων. Όταν ο Carsch έκανε για πρώτη φορά το μόριο, «ήταν κυριολεκτικά δεσμευμένος με χαρά», είπε ο Betley. «Ήμουν σαν,« Εντάξει, ηρεμήστε ».» Αλλά τα αποτελέσματα έγιναν πιο ενδιαφέροντα: το άζωτο αντιδρά καλύτερα από το αναμενόμενο, παρόλο που «το μόριο δεν έχει δικαίωμα να είναι σταθερό» και η δομή συγκόλλησης φαινόταν διαφορετική από οποιαδήποτε από τα σχέδια προτάθηκε κατά τις τελευταίες έξι δεκαετίες έρευνας. «Αν το είχαμε προτείνει στην αρχή, νομίζω ότι οι άνθρωποι θα μας χλευάζονταν». Παρόλο που ο Betley κυνηγούσε αυτό το αόριστο είδος - αυτό που ο Λάνκαστερ αποκαλεί "κυνήγι μεγάλων παιχνιδιών" - από τότε που ξεκίνησε το εργαστήριό του το 2007, ενδιαφέρεται λιγότερο για τη νίκη του και περισσότερο για τους συνεργάτες του. «Παίρνω όλη μου την ευχαρίστηση από το να βλέπω τον Kurtis και τους άλλους μαθητές μου να εκτοξεύονται για αυτό που πραγματικά κατάφεραν να κάνουν.» Ο Carsch αντιμετώπισε τόσο τους κριτικούς όσο και τους χημικούς τοίχους, αλλά παρέμεινε στο κυνήγι του. «Χαίρομαι που είναι πεισματάρης, τόσο πεισματάρης όπως είμαι», είπε ο Μπέτλεϊ. Και οι δύο μπορεί να είναι τόσο πεισματάρης όσο οι δεσμοί που μπορούν τώρα να σπάσουν. Στο Cornell, όταν ο Λάνκαστερ και ο μεταπτυχιακός φοιτητής DiMucci επιβεβαίωσαν τα ευρήματα, «έστειλε ένα πολύχρωμο email» στην ομάδα της Betley. Αλλά, επίσης, πιστώνει τους συνεργάτες του. Ο DiMucci πέρασε επτά μέρες στο Stanford Synchrotron Radiation Lightsource αναλύοντας την ηλεκτρονική δομή του καταλύτη με την ομάδα τους. «Χωρίς τις νέες πειραματικές δυνατότητές τους», είπε ο Λάνκαστερ, «πραγματικά δεν θα είχαμε το σήμα για θόρυβο και το χαμηλό υπόβαθρο που έκανε τον εντοπισμό αυτού του πράγμα αρκετά εύκολο». Στη συνέχεια, η ομάδα θα μπορούσε να αντλήσει έμπνευση από αυτόν τον νέο σχεδιασμό για να δημιουργήσει καταλύτες με ακόμη ευρύτερες εφαρμογές, όπως να αντικατοπτρίζει τη φύση της μετατροπής επικίνδυνου μεθανίου σε μεθανόλη. «Ένα πραγματικό ιερό δισκοπότηρο θα ήταν να πούμε,« Εντάξει, ότι ο δεσμός CH εκεί, το συγκεκριμένο σε αυτό το μόριο, θέλω να το μετατρέψω σε δεσμό ΣΟ ή δεσμό CO », είπε ο Λάνκαστερ.

http://phys.org

Παραγωγή βιώσιμων πολυμερών από αρωματικά μόρια

Ένας τρόπος παραγωγής οργανικών πολυμερών από τα αρωματικά μόρια σε κωνοφόρα και οπωροφόρα δέντρα έχει αναπτυχθεί από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ. Η τεχνική, που αναπτύχθηκε για εφαρμογές τρισδιάστατης εκτύπωσης, θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια νέα γενιά βιώσιμων υλικών για χρήση σε βιοϊατρικές εφαρμογές ή πρωτότυπα. Ονομάζονται τερπένια, τα μόρια βρίσκονται στα αιθέρια έλαια μιας μεγάλης ποικιλίας φυτών και χρησιμοποιούνται συχνά σε αρώματα, καλλυντικά και άλλα οικιακά προϊόντα. Επειδή είναι δύσκολο να εξαχθούν και να επεξεργαστούν, οι συνθετικές εκδόσεις αντικαθίστανται συχνά. Το Terpenes μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ρητινών. Αυτό τα καθιστά εξαιρετικά ενδιαφέροντα για χημικούς και μηχανικούς που ερευνούν νέα βιώσιμα πολυμερή για την αντικατάσταση πλαστικών από πετροχημικά. Η πρόκληση είναι να βρούμε έναν τρόπο επεξεργασίας των τερπένων αρκετά αποτελεσματικά ώστε να παράγουν ενδιαφέροντα υλικά. Ερευνητές στη Σχολή Χημείας του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ, έχουν επινοήσει μια τεχνική για την εξαγωγή των μορίων και τη μετατροπή τους σε σταθερές ρητίνες. Συνδυάζοντας τις με οργανικές ενώσεις με βάση το θείο που ονομάζονται θειόλες, οι ρητίνες μπορούν να ενεργοποιηθούν με φως για να σχηματίσουν ένα στερεό υλικό. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύονται στο Polymer Chemistry. Η επεξεργασία των τερπένων με αυτόν τον τρόπο τα καθιστά ιδιαίτερα χρήσιμα σε μια τρισδιάστατη διαδικασία εκτύπωσης που ονομάζεται στερεολιθογραφία, όπου τα αντικείμενα συσσωρεύονται σε πολλαπλά στρώματα και συντήκονται μαζί κάτω από το υπεριώδες φως για να σχηματίσουν τρισδιάστατα αντικείμενα. Ο κύριος συγγραφέας, καθηγητής Andrew Dove, εξηγεί: «Πρέπει να βρούμε βιώσιμους τρόπους παραγωγής πολυμερών προϊόντων που δεν βασίζονται σε πετροχημικά. Η Terpenes έχει αναγνωριστεί ότι έχει πραγματικές δυνατότητες σε αυτήν την αναζήτηση και η δουλειά μας είναι ένα πολλά υποσχόμενο βήμα για να μπορέσουμε να εκμεταλλευτούμε αυτά τα φυσικά προϊόντα. " Διαφορετικά τερπένια παράγουν διαφορετικές ιδιότητες υλικού και το επόμενο βήμα για την ομάδα είναι να διερευνήσει αυτές τις ιδιότητες πληρέστερα για να τις ελέγξει καλύτερα. Αν και τα αρώματα δεν είναι βασικά για τις ιδιότητες των τερπένων, οι ερευνητές ενδιαφέρονται να δουν αν μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν σε ορισμένα προϊόντα.

http://phys.org

Γρήγορη διερεύνηση