Gabinete sa mga Kakuryuso sa Kemikal - Bahin 2

Sa miaging isyu sa seksyon sa chemistry, daghang mga compound gikan sa chemical freak show ang gipresentar (paghukom sa ngalan sa serye, siguradong dili nimo mahibal-an ang bahin niini sa eskuylahan). Kini mga respetado kaayo nga "mga tawo" kinsa, bisan pa sa ilang talagsaon nga panagway, gihatagan sa Nobel Prize, ug ang ilang mga kabtangan sa daghang mga lugar dili mahimong sobra ang pagtantiya. Niini nga artikulo, panahon na aron masinati ang sunod nga orihinal nga mga karakter gikan sa gingharian sa chemistry, dili kaayo makapaikag kaysa mga korona nga eter ug ang ilang mga gigikanan.

kemikal nga mga kahoy

Ang Podands, mga compound nga adunay tag-as nga mga kadena nga gilakip sa sentro nga bahin sa molekula, nagpatunghag usa ka bag-ong klase sa mga substansiya (dugang pa sa "mga kemikal nga octopus" sa artikulo sa miaging bulan). Ang mga chemist nakahukom sa pagdugang sa gidaghanon sa "mga galamay". Aron mahimo kini, sa matag usa sa mga bukton nga nagtapos sa usa ka grupo sa mga atomo nga makahimo sa pag-reaksyon, lain nga molekula ang gidugang, nga natapos sa katugbang nga mga grupo (duha o labaw pa; ang punto mao ang pagdugang sa gidaghanon sa mga site nga mahimong ikombinar sa ubang mga partikulo. ). Daghang molekula ang mi-react niini, unya daghan pa, ug uban pa. Ang pagdugang sa gidak-on sa tibuok sistema gihulagway sa diagram:

Gisumpay sa mga chemist ang bag-ong mga compound sa nagtubo nga mga sanga sa mga kahoy, busa ang ngalan dendrimeria (gikan sa Greek dendron = kahoy, meros = bahin). Sa sinugdan, nakigkompetensya kini sa mga termino nga "arborole" (kini mao ang Latin, diin ang arbor nagpasabut usab nga kahoy) o "mga partikulo sa cascading". Bisan kung ang tagsulat labi nga nagtan-aw sa mga tangled tentacles sa jellyfish o dili aktibo nga anemone, ang mga tigdiskobre, siyempre, adunay katungod sa mga ngalan. Ang asosasyon sa mga dendrimer nga adunay mga istruktura sa fractal usa usab ka hinungdanon nga obserbasyon.

1. Modelo sa usa sa orihinal nga mga dendrimer

yugto sa pagtubo sa sanga

Ang mga dendrimer dili makatubo hangtod sa hangtod (1). Ang gidaghanon sa mga sanga mitubo nga exponentially, ug human sa pipila ngadto sa napulo ka ang-ang sa attachment sa bag-ong mga molekula sa ibabaw sa usa ka lingin nga masa, libre nga luna matapos (ang kinatibuk-an moabot sa nanometer sukod; usa ka nanometer mao ang usa ka bilyon sa usa ka metro). Sa laing bahin, ang mga posibilidad sa pagmaniobra sa mga kabtangan sa dendrimer halos walay kinutuban. Ang mga moieties nga anaa sa ibabaw mahimong hydrophilic ("mahigugmaon sa tubig", i.e. adunay kalambigitan sa tubig ug polar solvents) o hydrophobic ("paglikay sa tubig", apan dali nga makontak sa mga non-polar nga likido, e.g. kadaghanan sa mga organikong solvent). solvents). Sa susama, ang sulod sa usa ka molekula mahimong polar o dili polar sa kinaiyahan. Ubos sa nawong sa dendrimer, sa taliwala sa mga indibidwal nga mga sanga, adunay mga libre nga mga wanang diin ang mga pinili nga mga substansiya mahimong ipaila (sa yugto sa synthesis o sa ulahi, mahimo usab kini nga gilakip sa mga grupo sa ibabaw). Busa, taliwala sa mga kemikal nga kahoy, ang tanan makakitag butang nga angay alang sa ilang mga panginahanglan. Ug ikaw, ang magbabasa, sa dili pa nimo basahon kini nga artikulo hangtod sa katapusan, hunahunaa kung unsa ang imong magamit nga mga molekula diin, sumala sa ilang istruktura, mahimong "komportable" sa bisan unsang palibot, ug unsa ang mahimo sa ubang mga sangkap?

Siyempre, ingon nga mga sudlanan alang sa pagdala sa pinili nga mga compound ug pagpanalipod sa ilang mga sulod. (2). Kini ang mga nag-unang aplikasyon sa mga dendrimer. Bisan kung ang kadaghanan sa kanila naa pa sa yugto sa panukiduki, ang pipila niini gipadapat na sa praktis. Ang mga dendrimer maayo kaayo alang sa pagdala sa mga tambal sa palibot sa tubig sa lawas. Ang ubang mga tambal kinahanglan nga espesyal nga usbon aron matunaw sa mga likido sa lawas - ang paggamit sa mga conveyor makalikay sa kini nga mga pagbag-o (mahimo nilang maapektuhan ang pagka-epektibo sa tambal). Dugang pa, ang aktibo nga substansiya hinay-hinay nga gipagawas gikan sa sulod sa kapsula, nga nagpasabut nga ang mga dosis mahimo’g makunhuran ug dili kaayo makuha kanunay. Ang pagkadugtong sa lainlaing mga molekula sa nawong sa dendrimer nagdala sa kamatuoran nga kini giila lamang sa mga selula sa indibidwal nga mga organo. Kini, sa baylo, nagtugot sa tambal nga madala direkta ngadto sa destinasyon niini, nga dili ibutyag ang tibuok lawas sa dili kinahanglan nga mga epekto, pananglitan, sa anti-cancer therapy.

2. Modelo sa usa ka dendrimer nga adunay laing molekula

(ibabaw)

Ang mga kosmetiko gimugna base sa tubig ug tambok. Bisan pa, kasagaran ang aktibo nga substansiya matunaw sa tambok, ug ang produkto sa kosmetiko anaa sa porma sa tubigon nga solusyon (ug vice versa: ang matunaw sa tubig nga substansiya kinahanglan nga isagol sa tambok nga base). Ang pagdugang sa mga emulsifier (gitugotan ang pagporma sa usa ka lig-on nga solusyon sa tubig-tambok) dili kanunay molihok nga maayo. Busa, gisulayan sa mga laboratoryo sa kosmetiko nga gamiton ang potensyal sa mga dendrimer ingon mga conveyor nga dali nga ipahiangay sa mga panginahanglanon. Ang industriya sa kemikal sa pagpanalipod sa tanum nag-atubang sa parehas nga mga problema. Sa makausa pa, kasagaran gikinahanglan ang pagsagol sa non-polar pestisidyo sa tubig. Gipadali sa mga dendrimer ang koneksyon ug, dugang pa, anam-anam nga gipagawas ang pathogen gikan sa sulod, gipakunhod ang gidaghanon sa makahilo nga mga butang. Ang laing aplikasyon mao ang pagproseso sa metallic silver nanoparticle, nga nahibal-an nga makaguba sa mga mikrobyo. Nagpadayon usab ang panukiduki bahin sa paggamit sa mga dendrimer aron madala ang mga antigen sa mga bakuna ug mga tipik sa DNA sa mga pagtuon sa genetic. Adunay daghang mga posibilidad, kinahanglan nimo nga gamiton ang imong imahinasyon.

Mga balde

Ang glucose mao ang labing daghang organikong compound sa buhing kalibutan. Gibanabana nga kini ginaprodyus kada tuig sa kantidad nga 100 ka bilyong tonelada! Gigamit sa mga organismo ang panguna nga produkto sa photosynthesis sa lainlaing mga paagi. Ang glucose maoy tinubdan sa enerhiya sa mga selula, nagsilbing reserbang materyal (vegetable starch ug animal glycogen) ug building material (cellulose). Sa turno sa ikanapulo ug siyam ug ikakawhaan nga mga siglo, ang mga produkto sa partial breakdown sa starch pinaagi sa aksyon sa bacterial enzymes (minubo KD) giila. Sama sa gisugyot sa ngalan, kini mga cyclic o ring compound:

Naglangkob kini sa unom (variant a-CD), pito (b-CD) o walo (g-CD) nga mga molekula sa glucose, bisan kung nahibal-an usab ang dagkong mga singsing. (3). Apan ngano nga ang mga produkto sa metaboliko sa pipila nga mga bakterya makapaikag kaayo nga gihatagan sila usa ka lugar sa "Young Technical School"?

3. Mga modelo sa cyclodextrins. Gikan sa wala ngadto sa tuo: a - KD, b - KD, g - KD.

Una sa tanan, ang mga cyclodextrins mga compound nga matunaw sa tubig, nga dili kinahanglan nga katingad-an - kini gamay ra ug gilangkuban sa labi ka matunaw nga glucose (ang starch nagporma nga daghang mga partikulo aron maporma ang usa ka solusyon, apan mahimong masuspinde). Ikaduha, daghang mga grupo sa OH ug mga atomo sa oksiheno sa glucose ang makahimo sa pagbugkos sa ubang mga molekula. Ikatulo, ang cyclodextrins nakuha pinaagi sa usa ka yano nga biotechnological nga proseso gikan sa barato ug magamit nga starch (karon sa kantidad nga liboan ka tonelada matag tuig). Ikaupat, sila nagpabilin nga hingpit nga dili makahilo nga mga butang. Ug, sa katapusan, ang labing orihinal mao ang ilang porma (nga ikaw, ang Magbabasa, kinahanglan nga isugyot kung gamiton kini nga mga compound): Usa ka walay ilawom nga balde, i.e. Ang mga cyclodextrins angay alang sa pagdala sa ubang mga substansiya (usa ka molekula nga miagi sa usa ka mas dako nga lungag dili mahulog). sudlanan sa ubos, ug, dugang pa, kini gigapos sa interatomic pwersa). Tungod sa ilang pagkadili makadaot sa panglawas, mahimo silang gamiton isip sangkap sa mga tambal ug pagkaon.

Bisan pa, ang una nga paggamit sa cyclodextrins, nga nadiskobrehan wala madugay pagkahuman sa paghulagway, mao ang catalytic nga kalihokan. Kini nahimo nga sulagma nga ang pipila nga mga reaksyon sa ilang pag-apil nagpadayon sa usa ka hingpit nga lahi nga paagi kaysa kung wala kini nga mga compound sa palibot. Ang hinungdan mao nga ang molekula sa substrate ("bisita") nasulod sa balde ("host") (4, 5). Busa, ang usa ka bahin sa molekula dili ma-access sa mga reagents, ug ang pagbag-o mahimong mahitabo lamang sa mga lugar nga nagtuybo. Ang mekanismo sa aksyon susama sa aksyon sa daghang mga enzyme, nga usab "maskara" nga mga bahin sa mga molekula.

4. Modelo sa usa ka molekula sa cyclodextrin nga adunay laing molekula.

5. Laing pagtan-aw sa parehas nga komplikado

Unsang mga molekula ang mahimong tipigan sa sulod sa cyclodextrins? Halos bisan unsang butang nga mohaum sa sulod - ang pagpares sa gidak-on sa bisita ug host hinungdanon (sama sa mga corona ether ug mga gigikanan niini; tan-awa ang artikulo sa miaging bulan) (6). Kini nga kabtangan sa cyclodextrins

6. Ang Cyclodextrin gihigot sa laing kadena

mga molekula, i.e. rotaxane (dugang mga detalye: sa isyu

Enero)

naghimo kanila nga mapuslanon alang sa pinili nga pagkuha sa mga compound gikan sa palibot. Sa ingon, ang mga sangkap giputli ug gibulag gikan sa sagol pagkahuman sa reaksyon (pananglitan, sa paghimo sa mga tambal).

Lain nga gamit? Posible nga isulti ang mga kinutlo gikan sa miaging artikulo sa siklo (mga modelo sa mga enzyme ug transporter, dili lamang ang mga ionic - ang cyclodextrins nagdala sa lainlaing mga sangkap) ug usa ka kinutlo nga naghulagway sa mga dendrimer (pagdala sa mga aktibo nga sangkap sa mga tambal, kosmetiko ug mga produkto sa pagpanalipod sa tanum). Ang mga benepisyo sa cyclodextrin packaging parehas usab - ang tanan natunaw sa tubig (dili sama sa kadaghanan nga mga tambal, kosmetiko ug pestisidyo), ang aktibo nga sangkap anam-anam nga gipagawas ug molungtad og dugay (nga nagtugot sa gagmay nga mga dosis), ug ang gigamit nga sudlanan biodegradable (ang mga microorganism dali nga madunot. ). natural nga produkto, gi-metabolize usab kini sa lawas sa tawo). Ang mga sulud sa pakete gipanalipdan usab gikan sa kalikopan (pagkunhod sa pag-access sa gitipigan nga molekula). Ang mga produkto sa pagpanalipod sa tanum nga gibutang sa cyclodextrins adunay usa ka porma nga sayon ​​​​gamiton. Kini usa ka puti nga pulbos, susama sa harina sa patatas, nga matunaw sa tubig sa dili pa gamiton. Busa, dili kinahanglan nga mogamit sa peligroso ug masunog nga mga organikong solvent.

Kung nag-browse sa lista sa mga gamit sa cyclodextrin, makit-an namon ang daghang uban pang mga "palami" ug "mga baho" niini. Samtang ang nahauna usa ka sagad nga gigamit nga metapora, ang ulahi mahimo’g makapatingala kanimo. Bisan pa, ang mga balde nga kemikal nagsilbi aron makuha ang dili maayo nga mga baho ug magtipig ug magpagawas sa gusto nga mga baho. Ang mga air freshener, baho nga mosuhop, pahumot ug mahumot nga mga papel maoy pipila lang ka pananglitan sa paggamit sa cyclodextrin complexes. Ang usa ka makapaikag nga kamatuoran mao nga ang mga compound sa panimpla nga giputos sa cyclodextrins gidugang sa mga pulbos sa paghugas. Sa panahon sa pagplantsa ug pagsul-ob, ang kahumot anam-anam nga nabungkag ug gipagawas.

Panahon sa pagsulay. "Ang mapait nga tambal labing maayo nga makaayo," apan kini makalilisang. Bisan pa, kung kini ipangalagad sa porma sa usa ka komplikado nga adunay cyclodextrin, wala’y dili maayo nga mga sensasyon (ang sangkap nahimulag gikan sa mga lami sa lami). Ang kapaitan sa grapefruit juice gikuha usab sa tabang sa cyclodextrins. Ang mga kinuha sa ahos ug uban pang mga panakot labi ka lig-on sa porma sa mga komplikado kaysa sa libre nga porma. Ang parehas nga giputos nga mga lami makapauswag sa lami sa kape ug tsa. Dugang pa, ang obserbasyon sa ilang anticholesterol nga kalihokan nagsulti pabor sa cyclodextrins. Ang mga partikulo sa "daotan" nga kolesterol nagbugkos sa sulud sa kemikal nga balde ug gipagawas gikan sa lawas sa kini nga porma. Busa ang mga cyclodextrins, mga produkto sa natural nga gigikanan, mao usab ang kahimsog mismo.