Muscatul chimie

Chimisti din SUA au construit o molecula care musca coada sale proprii si, in acest sens se pot calatoria alte molecule mici, in cavitatea ca rezultatele. Hraniti cu o dieta de ioni de zinc "ouroborand", a raportat in Angewandte Chemie, va lansa musca sarcina de a lasa alte molecule mai mici in cavitatea centrala. Scoateti ioni de zinc si isi pierde aderenta cu privire la clientilor. Spectroscopie de rezonanta magnetica nucleara a fost folosit pentru a caracteriza componente si procesul.

Julius Rebek, Jr. si Fabien Durola de Scripps Research Institute, din La Jolla, California, Statele Unite ale Americii explica ca Ouroboros (greaca pentru "coada devoratorul") este un motiv gaseste in multe culturi: un sarpe musca propria coada, el simbolizeaza eternitate si nu se mai termina cicluri. Intr-adevar, imaginea sa spus ca a inspirat secolului XIX chimist August Kekule in cautarea lui pentru structura benzenului.

Rebek si colegii sai au construit acum un devoratorul coada supramoleculara, si a numit un "ouroborand". Ei sugereaza ca acest compus este un alt masina moleculara intr-un lung sir de evolutiile recente in care comportamentul macroscopic este redus la nivel molecular. "Dispozitive moleculara reproduce pe scara nanometrica functiile de obiecte macroscopice, cel putin teoretic", spune echipa. Aceste masini moleculare includ auto-asamblate capsule care actioneaza ca reactie baloane, catenanes si rotaxanes ca unitatile de transfer de la moleculara din loc in loc de-a lungul sau in jurul valorii de o molecula, si recipiente cilindrice moleculare si rotoare.

Acestea subliniaza ca on / off switch-uri care implica extinderea si propuneri contractia sunt printre cele mai vechi dispozitive moleculare. Functiilor lor ouroborand ca doar o astfel de nanocontainer cu un built-in switch care reglementeaza intrarea si iesirea din cavitatea centrala. Echipa explica mai departe ca este fortele intermoleculare si completarea corespunzatoare a spatiului de control care, de obicei, cu caracter obligatoriu ale clientilor in cadrul unor astfel de sisteme, mai degraba decat de obligatiuni conventionale covalente de chimie organica.

Ouroborand Structura Romanul este alcatuit din componente diferite, care lucreaza impreuna pentru a conferi cu abilitatea de a controla intrarea si iesirea dintr-o molecula clientilor. Molecula a fost construita in zece pasi de reactie principal de la off-the-raft produse chimice, iar produsul final caracterizat prin spectroscopie RMN protoni si spectrometrie de masa. O unitate centrala macrociclice forme cavitatea, buza de care este flancat pe trei parti de unitati de rulment de azot si atomi de oxigen care poate bloca impreuna prin lipire pe baza de hidrogen pentru a forma macrocycle intr-o forma ceasca. Pe partea de-al patrulea este un ligand bypyridyl cu o unitate de "marioneta" ciclohexan. Este aceasta fractiunea care se comporta ca coada de ouroborand care este muscat de gura de varsare a cavitatii. Unitatea bipyridyl este un rotor switchable.

In cazul in care echipa de ioni de zinc se adauga la o solutie de ouroborand, cavitatea este deschis ca rotorul are doua site-uri cu caracter obligatoriu pentru ioni de zinc, dar pentru ca aceasta sa se lege de doua in acelasi timp ea trebuie sa se invarta prin intermediul unui turn jumatate. Bratul de cuplare de zinc se intoarce cu ea, care provoaca la sfarsitul coada pentru a fi scos din recipient. Nava este acum liber si accesibil pentru alte molecule, este pornit, pentru a deschide. Scoaterea ioni de zinc din solutie permite rotorului sa se mute inapoi in pozitia initiala, care, in lipsa de zinc este mai putin impiedicata steric, si coada inchide cavitatea inca o data, cu exceptia moleculele straine din recipient. Punct de vedere tehnic, avantajul entropica a ciclohexan legati previne de intrare pentru alti invitati.

Echipa a folosit, de asemenea, protoni RMN pentru a studia aceasta "autophagic" comportament in solventi diferite deuterated. Ei explica faptul ca, deoarece zidurile molecula de includerea opt nuclee aromatice, moleculele clientilor in cadrul sunt puternic ecranate pentru a de mai jos d = 0 ppm, ceea ce dovedeste daca cavitatea este gol sau nu.

"Pentru a plasa aceste rezultate intr-o perspectiva istorica, observam ca rotoare bipyridyl au fost printre primele modele chimice - de comportament allosteric de proteine??- cum legare la un site la distanta pot modifica comportamentul unui site activa", spun cercetatorii. Alte exemple de chelare metalice de molecule cavitatea bipyridyl care duce la schimbari in structura si accentua comportamentul, impreuna cu munca Rebek, ca bipyridyl / chelare din metal sunt "unelte de incredere pentru forjare masini de maine moleculare".