Bu hafta öne çıkan
S1-Bromopropan (n-propilbromid veya nPB), CH3CH2CH2Br kimyasal formülüne sahip bir organobromin bileşiğidir. [1] Renksiz bir sıvıdır. Sudan biraz daha yoğun ve suda biraz çözünür. Yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında zehirli dumanlar yayabilir. [2]
Öne Çıkan mal
Sabun yapmak için karbon-hidrojen bağına bir oksijen atomu eklemeniz yeterlidir. Tarif kulağa basit gelebilir. Ancak saça yapışmış sakız gibi karbon-hidrojen bağlarını ayırmak zordur. Sabundan çok daha fazlasının temelini sağladıkları için, bu inatçı çifti kırmanın bir yolunu bulmak, kimya endüstrisinin ilaçlardan ev eşyalarına kadar her şeyi üretme biçiminde devrim yaratabilir. Şimdi, Harvard Üniversitesi ve Cornell Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tam olarak şunu yaptılar: İlk kez, reaktif bir bakır-nitren katalizörünün (sakızın saçtaki tutuşunu gevşetmek için kullanılan fıstık ezmesi gibi) kimyasal bir reaksiyonun meydana gelmesine nasıl yardımcı olduğunu tam olarak keşfettiler. —Bu güçlü karbon-hidrojen bağlarından birini, kimyasal sentez için değerli bir yapı taşı olan karbon-nitrojen bağına dönüştürebilir. Science dergisinde yayınlanan bir makalede, Doktora derecesine sahip Kurtis Carsch. Harvard Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü öğrencisi, Harvard'da Erving Kimya Profesörü Ted Betley, Cornell Üniversitesi Kimya Doçenti Kyle Lancaster ve işbirlikçilerinden oluşan ekip, sadece reaktif bir bakır-nitrenin nasıl olduğunu anlatmıyorlar. katalizör sihrini yerine getirir, aynı zamanda bu inatçı karbon-hidrojen bağlarını kırmak ve çözücüler, deterjanlar ve boyalar gibi ürünleri daha az atık, enerji ve maliyetle yapmak için aracı nasıl şişeleyeceğini de gösterir. Endüstriler genellikle bu tür ürünlerin (aminler) temelini çok adımlı bir işlemle oluştururlar: Birincisi, ham alkan malzemeler, genellikle yüksek maliyetli, bazen zararlı katalizörlerle reaktif moleküllere dönüştürülür. Daha sonra, dönüştürülmüş substratın, genellikle tamamen yeni bir katalitik sistem gerektiren bir kimyasal grubu değiştirmesi gerekir. Bu ara aşamadan kaçınmak - ve bunun yerine istenen işlevi doğrudan başlangıç malzemesine anında eklemek - genel malzemeleri, enerjiyi, maliyeti ve hatta işlemin potansiyel toksisitesini azaltabilir. Betley ve ekibinin yapmayı amaçladığı şey buydu: Kimyasal adımları atlayabilecek bir katalizör bulun. Araştırmacılar, yarım asırdan fazla bir süredir reaktif bir bakır-nitren katalizörünün kesin oluşumunu araştırmış olsalar ve hatta bakır ve nitrojenin kimyasal aracın çekirdeği olabileceğini tahmin etseler de, çiftin elektronlarının kesin oluşumu bilinmemektedir. Elektronlar bir gayrimenkul gibidir dostum. Konum her şeydir, ”dedi Betley. Laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Ida DiMucci ile birlikte bakır ve nitrojen üzerindeki elektron envanterlerinin oluşturulmasına yardımcı olan Lancaster, "Bir moleküldeki elektronların yerleşimi, onun reaktivitesine yakından bağlıdır," dedi. Fotonların absorbe edileceği enerjileri bulmak için X-ışını spektroskopisini kullanarak - bir elektronun yokluğunun işareti - nitrojen üzerinde iki ayrı delik buldular. "İçinde bu iki elektronun eksik olduğu bu nitrojen aroması, on yıllardır reaktiviteyle ilişkilendirildi, ancak hiç kimse böyle bir tür için doğrudan deneysel kanıt sağlamadı." Şimdi var. Tipik olarak, bir bakır atomu bir nitrojene bağlanırsa, her ikisi de elektronları eşit bir şekilde paylaştıkları bir kovalent bağ oluşturmak için elektronlarının bir kısmını bırakırlar. "Bu durumda," dedi Betley, "bu, üzerinde iki delik bulunan nitrojendir, bu nedenle iki serbest radikal içerir ve bakıra yalnızca bir çift tarafından bağlanmıştır." Bu bağlanma, uçucu nitrenin fışkırmasını ve önüne çıkan her şeyle yıkıcı kimya yapmasını engeller. Örneğin birinin bacağı kesildiğinde vücut, bu nitren radikallerine benzer şekilde reaktif bir oksijen türü gönderir. Reaktif oksijen türleri, istilacı parazitlere veya bulaşıcı ajanlara saldırır, ancak DNA'ya da zarar verebilirler. İlk yazar Carsch, reaktif nitreni içermek için ligand şeklinde devasa bir kafes inşa etti. Bakır nitren çiftini çevreleyen organik çalılık gibi ligand, katalizörü sağlam tutar. O çalıları kesin ve karbon-hidrojen bağı gibi başka bir madde ekleyin ve ateşli nitren çalışmaya başlar. Betley katalizöre iskelet anahtarı diyor, aksi takdirde sentezde kullanılamayacak kadar güçlü olan bağların kilidini açma potansiyeline sahip bir araç. "Umarım, çevremizde sahip olduğumuz en inert türdeki maddeleri oynayabileceğimiz bir şey haline getirecek kadar reaktif olacak bu kimyasal türleri üretebiliriz" dedi. "Bu gerçekten çok güçlü olurdu." Bakır ve aminler gibi yapı taşları bol ve ucuz olduğundan, iskelet anahtarı ilaç veya ev ürünleri yapmak için daha pratik yolların kilidini açabilir. Carsch molekülü ilk kez yaptığında, Betley "tam anlamıyla sevinçle bağlanıyordu" dedi. "Tamam, sakinleş" gibiydim. "Ama sonuçlar daha da ilginçleşti:" molekülün kararlı olma hakkı olmadığı "halde nitren beklenenden daha iyi tepki veriyor ve bağlanma yapısı tasarımların herhangi birinden farklı görünüyordu. son altmış yıllık araştırma sırasında önerildi. "Başlangıçta önermiş olsaydık, sanırım insanlar bizimle alay ederdi." Betley bu yakalanması zor türü kovalamış olsa da - Lancaster buna "büyük avcılık" dediği gibi - 2007'de laboratuvarını kurduğundan beri, kazancını daha az önemsiyor ve işbirlikçileriyle daha çok ilgileniyor. "Kurtis ve diğer öğrencilerimin gerçekte neler yapabildikleri konusunda çok heyecanlandıklarını görmekten tüm zevkimi alıyorum." Carsch hem eleştirmenlerle hem de kimyasal duvarlarla karşılaştı, ancak yine de avında ısrar etti. "Benim kadar inatçı olduğu için inatçı olmasına sevindim," dedi Betley. İkisi de artık kopabilecekleri bağlar kadar inatçı olabilir. Cornell'de Lancaster ve beşinci sınıf yüksek lisans öğrencisi DiMucci bulguları onayladığında, Betley ekibine “oldukça renkli bir e-posta” gönderdi. Ama o da ortak çalışanlarına itibar ediyor. DiMucci, Stanford Synchrotron Radiation Lightsource'ta katalizörün elektronik yapısını ekibiyle birlikte analiz ederek yedi gün geçirdi. Lancaster, "Yeni deneysel yetenekleri olmasaydı, gerçekten gürültü sinyaline ve bu şeyin tanımlanmasını oldukça kolaylaştıran düşük arka plana sahip olamazdık." Dedi. Daha sonra ekip, doğanın tehlikeli metanı metanole dönüştürme şeklini yansıtmak gibi daha geniş kapsamlı uygulamalara sahip katalizörler oluşturmak için bu yeni tasarımdan ilham alabilir. Lancaster, "Gerçek bir kutsal kâse, 'Tamam, şu CH bağı, bu moleküldeki o özel bağ, bunu bir CN bağına veya bir CO bağına dönüştürmek istiyorum' demek olacaktır." Dedi.
Birmingham Üniversitesi'ndeki bilim adamları tarafından kozalaklı ve meyve ağaçlarındaki kokulu moleküllerden organik polimerler üretmenin bir yolu geliştirildi. 3 boyutlu baskı uygulamaları için geliştirilen teknik, biyomedikal uygulamalarda veya prototiplemede kullanılmak üzere yeni nesil sürdürülebilir materyallere yol açabilir. Terpen adı verilen moleküller, çok çeşitli bitkilerin uçucu yağlarında bulunur ve genellikle koku, kozmetik ve diğer ev ürünlerinde kullanılır. Çıkarılması ve işlenmesi zor olduğundan, sentetik sürümler genellikle değiştirilir. Terpenler ayrıca reçine üretmek için de kullanılabilir. Bu, onları petrokimyasallardan yapılan plastiklerin yerini alacak yeni sürdürülebilir polimerleri araştıran kimyagerler ve mühendisler için son derece ilginç kılıyor. Buradaki zorluk, ilginç malzemeler üretmek için terpenleri yeterince verimli bir şekilde işlemenin bir yolunu bulmaktır. Birmingham Üniversitesi Kimya Okulu'ndaki araştırmacılar, molekülleri çıkarmak ve onları kararlı reçinelere dönüştürmek için bir teknik geliştirdiler. Bunları tioller adı verilen kükürt bazlı organik bileşiklerle birleştirerek, reçineler katı bir malzeme oluşturmak için ışıkla etkinleştirilebilir. Sonuçları Polymer Chemistry'de yayınlandı. Terpenlerin bu şekilde işlenmesi, onları stereolitografi adı verilen, nesnelerin birden çok katmanda oluşturulduğu ve 3 boyutlu nesneler oluşturmak için UV ışığı altında bir araya getirildiği bir 3 boyutlu baskı işleminde özellikle yararlı kılar. Baş yazar, Profesör Andrew Dove şöyle açıklıyor: “Petrokimyasallara dayanmayan polimer ürünleri yapmanın sürdürülebilir yollarını bulmalıyız. Terpenler bu arayışta gerçek bir potansiyele sahip olarak kabul edildi ve bizim çalışmamız, bu doğal ürünlerden yararlanma yolunda umut verici bir adım. " Farklı terpenler farklı malzeme özellikleri üretir ve ekibin bir sonraki adımı, onları daha iyi kontrol etmek için bu özellikleri daha kapsamlı bir şekilde araştırmaktır. Kokular terpenlerin malzeme özelliklerinin anahtarı olmasa da, araştırmacılar bazı ürünlerde de kullanılıp kullanılamayacaklarını merak ediyorlar.
