Ditampilkan minggu ini
1-Bromopropana
S1-Bromopropane (n-propylbromide atau nPB) adalah senyawa organobromin dengan rumus kimia CH3CH2CH2Br. [1] Ini adalah cairan tidak berwarna. Sedikit lebih padat dari air dan sedikit larut dalam air. Saat dipanaskan hingga suhu tinggi dapat mengeluarkan asap beracun. [2]
Unduh seluruh PDF di bawah ini
Pusat Artikel
Arsitektur kompleks tembaga-nitrenoid yang baru ditemukan dapat merevolusi sintesis kimia
Untuk membuat sabun, cukup masukkan atom oksigen ke dalam ikatan karbon-hidrogen. Resepnya mungkin terdengar sederhana. Tetapi ikatan karbon-hidrogen, seperti permen karet yang menempel di rambut, sulit untuk dipisahkan. Karena mereka menyediakan fondasi untuk lebih dari sekedar sabun, menemukan cara untuk mematahkan pasangan yang keras kepala itu dapat merevolusi bagaimana industri kimia menghasilkan segalanya mulai dari obat-obatan hingga barang-barang rumah tangga. Kini, para peneliti di Universitas Harvard dan Universitas Cornell telah melakukan hal tersebut: Untuk pertama kalinya, mereka menemukan dengan tepat bagaimana katalis tembaga-nitren yang reaktif—seperti selai kacang yang digunakan untuk melonggarkan cengkeraman permen karet pada rambut, membantu mendorong terjadinya reaksi kimia. —dapat mengubah salah satu ikatan karbon-hidrogen yang kuat menjadi ikatan karbon-nitrogen, suatu bahan penyusun yang berharga untuk sintesis kimia. Dalam makalah yang diterbitkan di Science, Kurtis Carsch, Ph.D. mahasiswa di Sekolah Pascasarjana Seni dan Sains di Universitas Harvard, Ted Betley, Profesor Kimia Erving di Harvard, Kyle Lancaster, Profesor Madya Kimia di Universitas Cornell, dan tim kolaborator mereka, tidak hanya menjelaskan bagaimana tembaga-nitren yang reaktif katalis melakukan keajaibannya, tetapi juga bagaimana mengotori alat untuk memutus ikatan karbon-hidrogen yang membandel dan membuat produk seperti pelarut, deterjen, dan pewarna dengan lebih sedikit limbah, energi, dan biaya. Industri sering membentuk fondasi produk semacam itu (amina) melalui proses multi-langkah: Pertama, bahan alkana mentah diubah menjadi molekul reaktif, seringkali dengan katalis berbiaya tinggi, terkadang berbahaya. Kemudian, substrat yang ditransformasi perlu bertukar gugus kimia, yang seringkali membutuhkan sistem katalitik yang sama sekali baru. Menghindari langkah perantara tersebut — dan sebaliknya langsung memasukkan fungsi yang diinginkan langsung ke bahan awal — dapat mengurangi keseluruhan material, energi, biaya, dan bahkan berpotensi toksisitas proses. Itulah yang ingin dilakukan Betley dan timnya: Menemukan katalis yang dapat melewati tahap kimia. Meskipun para peneliti telah mencari susunan pasti dari katalis tembaga-nitren reaktif selama lebih dari setengah abad dan bahkan berspekulasi bahwa tembaga dan nitrogen mungkin merupakan inti dari alat kimia tersebut, pembentukan pasti dari pasangan elektron tersebut masih belum diketahui. “Elektron itu seperti real estat, kawan. Lokasi adalah segalanya,” kata Betley. “Disposisi elektron dalam suatu molekul terkait erat dengan reaktivitasnya,” kata Lancaster, yang bersama Ida DiMucci, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratoriumnya, membantu melakukan inventarisasi elektron pada tembaga dan nitrogen. Dengan menggunakan spektroskopi sinar-X untuk menemukan energi di mana foton akan diserap—tanda tidak adanya elektron—mereka menemukan dua lubang berbeda pada nitrogen. “Rasa nitrogen ini—di mana dua elektronnya hilang—telah terlibat dalam reaktivitas selama beberapa dekade, namun belum ada yang memberikan bukti eksperimental langsung untuk spesies semacam itu.” Mereka punya sekarang. Biasanya, jika atom tembaga berikatan dengan nitrogen, keduanya melepaskan sebagian elektronnya untuk membentuk ikatan kovalen, di mana elektron berbagi elektron secara merata. “Dalam hal ini,” kata Betley, “itu adalah nitrogen dengan dua lubang di atasnya, sehingga ia memiliki dua radikal bebas dan hanya diikat oleh pasangan elektron bebas ke dalam tembaga.” Pengikatan tersebut mencegah nitren yang mudah menguap keluar dan menghasilkan sifat kimia yang merusak terhadap apa pun yang menghalanginya. Saat kaki seseorang terluka, misalnya, tubuh mengirimkan spesies oksigen reaktif, mirip dengan radikal nitren ini. Spesies oksigen reaktif menyerang parasit yang menyerang atau agen infeksi, tetapi mereka juga dapat merusak DNA. Jadi, untuk menampung nitrene reaktif, penulis pertama Carsch membangun sangkar besar dalam bentuk ligan. Ligan — seperti semak organik yang mengelilingi pasangan tembaga nitren — menjaga katalis tetap utuh. Kurangi semak itu dan masukkan zat lain — seperti ikatan karbon-hidrogen — dan nitren yang membara mulai bekerja. Betley menyebut katalis sebagai kunci kerangka, alat dengan potensi untuk membuka ikatan yang jika tidak akan terlalu kuat untuk digunakan dalam sintesis. “Mudah-mudahan, kita dapat menghasilkan spesies kimia yang sekarang akan menjadi sangat reaktif sehingga menjadikan zat paling lembam yang kita miliki di sekitar kita sebagai sesuatu yang dapat kita mainkan,” katanya. "Itu akan sangat, sangat kuat." Karena bahan penyusunnya—seperti tembaga dan amina—berlimpah dan murah, kunci kerangka ini dapat membuka cara-cara yang lebih praktis untuk membuat obat-obatan atau produk rumah tangga. Ketika Carsch pertama kali membuat molekul tersebut, "dia benar-benar sangat gembira," kata Betley. "Saya seperti, 'Oke, tenanglah.'" Namun hasilnya menjadi lebih menarik: nitren bereaksi lebih baik dari yang diharapkan meskipun "molekulnya tidak memiliki hak untuk menjadi stabil," dan struktur ikatannya terlihat berbeda dari desain mana pun. diusulkan selama enam dekade penelitian terakhir. “Seandainya kami mengusulkannya sejak awal, saya pikir orang-orang akan mengejek kami.” Meskipun Betley mengejar spesies yang sulit ditangkap ini—yang oleh Lancaster disebut sebagai "perburuan hewan besar"—sejak ia meluncurkan laboratoriumnya pada tahun 2007, ia tidak terlalu memedulikan kemenangannya dan lebih peduli pada kolaboratornya. "Saya sangat senang melihat Kurtis dan murid-murid saya yang lain menjadi sangat bersemangat dengan apa yang sebenarnya bisa mereka hasilkan." Carsch menghadapi kritik dan tembok kimia tetapi tetap bertahan dalam perburuannya. “Saya senang dia keras kepala, sama kerasnya dengan saya,” kata Betley. Mereka berdua mungkin sama keras kepala seperti ikatan yang sekarang bisa mereka putus. Di Cornell, ketika Lancaster dan mahasiswa pascasarjana tahun kelima DiMucci mengkonfirmasi temuan tersebut, dia "mengirimkan email yang berwarna-warni" ke tim Betley. Tapi dia juga memuji kolaboratornya. DiMucci menghabiskan tujuh hari di Stanford Synchrotron Radiation Lightsource menganalisis struktur elektronik katalis bersama tim mereka. “Tanpa kemampuan eksperimental baru mereka,” kata Lancaster, “kami benar-benar tidak akan memiliki sinyal terhadap kebisingan dan latar belakang rendah yang membuat identifikasi benda ini menjadi cukup mudah.” Selanjutnya, tim dapat mengambil inspirasi dari desain baru ini untuk membangun katalis dengan jangkauan aplikasi yang lebih luas, seperti meniru cara alam mengubah metana berbahaya menjadi metanol. “Cawan sucinya adalah dengan mengatakan, 'Oke, ikatan CH di sana, yang ada di molekul ini, saya ingin mengubahnya menjadi ikatan CN atau ikatan CO,'” kata Lancaster.
http://phys.org
Membuat polimer berkelanjutan dari molekul wangi
Cara membuat polimer organik dari molekul harum pada tumbuhan runjung dan pohon buah-buahan telah dikembangkan oleh para ilmuwan di Universitas Birmingham. Teknik ini, yang dikembangkan untuk aplikasi pencetakan 3-D, dapat menghasilkan generasi baru bahan berkelanjutan untuk digunakan dalam aplikasi biomedis atau pembuatan prototipe. Disebut terpen, molekulnya ditemukan dalam minyak esensial dari berbagai macam tanaman dan sering digunakan dalam wewangian, kosmetik, dan produk rumah tangga lainnya. Karena sulit untuk diekstraksi dan diproses, versi sintetis sering kali diganti. Terpen juga dapat digunakan untuk memproduksi resin. Hal ini membuat mereka sangat menarik bagi ahli kimia dan insinyur yang menyelidiki polimer berkelanjutan baru untuk menggantikan plastik yang terbuat dari petrokimia. Tantangannya adalah menemukan cara pengolahan terpen yang cukup efisien untuk menghasilkan bahan yang menarik. Para peneliti di Fakultas Kimia Universitas Birmingham, telah merancang teknik untuk mengekstraksi molekul dan mengubahnya menjadi resin yang stabil. Dengan menggabungkannya dengan senyawa organik berbasis sulfur yang disebut tiol, resin dapat diaktifkan oleh cahaya untuk membentuk bahan padat. Hasilnya dipublikasikan di Kimia Polimer. Memproses terpen dengan cara ini membuatnya sangat berguna dalam proses pencetakan 3-D yang disebut stereolitografi, di mana objek disusun dalam beberapa lapisan dan digabungkan di bawah sinar UV untuk membentuk objek 3-D. Penulis utama, Profesor Andrew Dove, menjelaskan: “Kita perlu menemukan cara berkelanjutan untuk membuat produk polimer yang tidak bergantung pada petrokimia. Terpen telah diakui memiliki potensi nyata dalam pencarian ini dan pekerjaan kami merupakan langkah yang menjanjikan untuk dapat memanfaatkannya. produk alami ini." Terpen yang berbeda menghasilkan sifat material yang berbeda dan langkah tim selanjutnya adalah menyelidiki sifat tersebut secara lebih menyeluruh untuk mengendalikannya dengan lebih baik. Meskipun wewangian bukanlah kunci dari sifat material terpen, para peneliti tertarik untuk melihat apakah wewangian juga dapat dimanfaatkan pada beberapa produk.
http://phys.org
