Kabinet Panasaran Kimia - Bagian 2

Dina edisi saméméhna tina bagian kimia dibere sababaraha sanyawa tina acara freak kimiawi (ditilik ku ngaran séri, anjeun pasti moal diajar ngeunaan eta di sakola). Ieu mangrupikeun "jalma" anu terhormat anu, sanaos penampilan anu teu biasa, dilélér Hadiah Nobel, sareng sipat-sipatna di sababaraha daérah henteu tiasa diéstimasikeun. Dina artikel ieu, éta waktu pikeun meunangkeun acquainted jeung karakter aslina salajengna ti realm kimia, teu kurang metot ti éter makuta jeung turunan maranéhanana.

tangkal kimia

Podands, sanyawa jeung ranté panjang napel bagian sentral molekul, geus nimbulkeun kelas anyar zat (nu langkung lengkep ihwal "gurita kimiawi" dina artikel bulan panungtungan). Kimiawan mutuskeun pikeun ngaronjatkeun jumlah "tentacles". Jang ngalampahkeun ieu, ka unggal leungeun nu ditungtungan ku grup atom sanggup ngaréaksikeun, molekul sejen ditambahkeun, tungtung dina grup pakait (dua atawa leuwih; intina nyaéta nambahan jumlah situs nu bisa digabungkeun jeung partikel séjén. ). Langkung seueur molekul anu diréaksikeun sareng éta, teras langkung seueur, sareng saterasna. Paningkatan dina ukuran sakabéh sistem digambarkeun ku diagram:

Kimiawan geus ngaitkeun sanyawa anyar jeung cabang tumuwuh tangkal, ku kituna dingaranan dendrimeria (tina basa Yunani dendron = tangkal, meros = bagian). Mimitina, éta bersaing sareng istilah "arborole" (ieu Latin, dimana arbor ogé hartosna tangkal) atanapi "partikel cascading". Sanajan pangarang kasampak leuwih kawas tentacles tangled ubur-ubur atawa anemones teu aktif, nu manggihan, tangtosna, boga hak pikeun ngaran. Asosiasi dendrimer sareng struktur fraktal ogé mangrupikeun observasi anu penting.

1. Modél salah sahiji dendrimers aslina

tahap tumuwuhna cabang

Dendrimers teu bisa tumuwuh salamina (1). Jumlah dahan tumuwuh sacara éksponénsial, sarta sanggeus sababaraha nepi ka sapuluh tahapan kantétan molekul anyar dina beungeut massa buleud, spasi bébas ends (sakabehna ngahontal dimensi nanometer; nanometer nyaeta samilyar méter). Di sisi séjén, kamungkinan manipulasi sipat dendrimer ampir euweuh watesna. Fragmén anu aya dina beungeut cai tiasa hidrofilik ("cai-cai", nyaéta gaduh afinitas pikeun cai sareng pangleyur polar) atanapi hidrofobik ("ngahindarkeun cai", tapi rawan kontak sareng cairan non-polar, contona, kalolobaan organik. pangleyur). pangleyur). Nya kitu, interior molekul bisa boh polar atawa non-polar di alam. Di handapeun permukaan dendrimer, antara cabang individu, aya rohangan bébas dimana zat anu dipilih tiasa diwanohkeun (dina tahap sintésis atanapi engké, aranjeunna ogé tiasa napel kana grup permukaan). Ku alatan éta, diantara tangkal kimiawi, dulur bakal manggihan hal cocog pikeun kaperluan maranéhanana. Sareng anjeun, pamaca, sateuacan anjeun maca tulisan ieu dugi ka akhir, pikirkeun naon anu anjeun tiasa nganggo molekul anu, dumasar kana strukturna, bakal "nyaman" dina lingkungan mana waé, sareng naon waé zat anu tiasa dikandung?

Tangtosna, salaku wadah pikeun ngangkut sanyawa anu dipilih sareng ngajagi eusina. (2). Ieu mangrupikeun aplikasi utama dendrimer. Sanaos seuseueurna masih dina tahap panalungtikan, sababaraha di antarana parantos dilarapkeun dina prakna. Dendrimer alus teuing pikeun ngangkut obat-obatan dina lingkungan akuatik awak. Sababaraha ubar kedah dirobih khusus pikeun ngaleyurkeun dina cairan awak - panggunaan conveyor bakal ngahindarkeun transformasi ieu (aranjeunna tiasa mangaruhan épéktipitas ubar). Salaku tambahan, zat aktif lalaunan dileupaskeun tina jero kapsul, anu hartosna dosis tiasa dikirangan sareng kirang sering. Kantétan tina rupa-rupa molekul kana beungeut dendrimer ngabalukarkeun kanyataan yén maranéhanana dipikawanoh ukur ku sél organ individu. Ieu, kahareupna ngamungkinkeun ubar diangkut langsung ka tujuanna, tanpa ngalaan sakumna awak kana efek samping anu teu perlu, contona, dina terapi anti kanker.

2. Modél dendrimer anu ngandung molekul séjén

(luhureun)

Kosmétik diciptakeun dina dasar cai sareng lemak. Sanajan kitu, mindeng zat aktif larut lemak, sarta produk kosmetik dina bentuk leyuran cai (sabalikna: zat larut cai kudu dicampurkeun jeung dasar gajih). Penambahan émulsifiers (ngawenangkeun formasi leyuran cai-gajih stabil) teu salawasna dianggo favorably. Ku alatan éta, laboratorium kosmétik nyobian ngagunakeun poténsi dendrimer salaku conveyors nu bisa gampang diadaptasi kana kabutuhan. Industri kimia panyalindungan pepelakan nyanghareupan masalah anu sami. Sakali deui, sering perlu nyampur péstisida non-polar sareng cai. Dendrimers ngagampangkeun sambungan sareng, sajaba, sacara bertahap ngaleupaskeun patogén ti jero, ngirangan jumlah zat toksik. Aplikasi sanésna nyaéta ngolah nanopartikel pérak logam, anu dipikanyaho ngancurkeun mikroba. Panaliti ogé dilaksanakeun ngeunaan panggunaan dendrimér pikeun ngangkut antigén dina vaksin sareng fragmen DNA dina studi genetik. Aya deui kamungkinan, anjeun ngan ukur kedah nganggo imajinasi anjeun.

Ember

Glukosa mangrupikeun sanyawa organik anu paling seueur di dunya hirup. Diperkirakeun yén éta dihasilkeun taunan dina jumlah 100 milyar ton! Organisme ngagunakeun produk utama fotosintésis ku sababaraha cara. Glukosa mangrupa sumber énergi dina sél, boga fungsi minangka bahan cadangan (pati nabati jeung glikogén sato) jeung bahan wangunan (selulosa). Dina péngkolan abad ka salapan belas jeung ka dua puluh, produk tina ngarecahna parsial pati ku aksi énzim baktéri (disingkat KD) dicirikeun. Sakumaha ngaranna nunjukkeun, ieu sanyawa siklik atawa cingcin:

Éta diwangun ku genep (varian a-CD), tujuh (b-CD) atawa dalapan (g-CD) molekul glukosa, sanajan cingcin nu leuwih badag ogé dipikawanoh. (3). Tapi naha produk métabolik sababaraha baktéri jadi metot nu maranéhna dibéré tempat di "Sakola Téknis Young"?

3. Modél cyclodextrins. Ti kénca ka katuhu: a - KD, b - KD, g - KD.

Anu mimiti, cyclodextrins mangrupikeun sanyawa larut cai, anu henteu matak kaget - aranjeunna relatif leutik sareng diwangun ku glukosa anu leyur pisan (aci ngabentuk partikel anu ageung teuing pikeun ngabentuk solusi, tapi tiasa ditunda). Kadua, seueur gugus OH sareng atom oksigén glukosa tiasa ngabeungkeut molekul sanés. Katilu, cyclodextrins diala ku prosés biotéhnologi basajan tina aci murah tur sadia (ayeuna dina jumlah rébuan ton per taun). Kaopat, aranjeunna tetep zat lengkep non-toksik. Sareng, tungtungna, anu paling asli nyaéta bentukna (anu anjeun, Pamaca, kedah nyarankeun nalika nganggo sanyawa ieu): Ember anu teu aya dasarna, i.e. cyclodextrins cocog pikeun mawa zat séjén (molekul nu geus ngaliwatan liang badag moal ragrag kaluar). wadahna di handap, jeung, sajaba, kabeungkeut ku gaya interatomik). Kusabab henteu bahaya pikeun kaséhatan, aranjeunna tiasa dianggo salaku bahan ubar sareng tuangeun.

Sanajan kitu, pamakéan mimiti cyclodextrins, kapanggih teu lila sanggeus pedaran, éta aktivitas katalitik. Tétéla ku kasempetan yén sababaraha réaksi kalayan partisipasi maranéhanana lumangsung dina cara lengkep beda ti dina henteuna sanyawa ieu di lingkungan. Alesanana nyaéta molekul substrat ("tamu") asup ka jero ember ("host") (4, 5). Ku alatan éta, bagian tina molekul inaccessible kana réagen, sarta transformasi bisa lumangsung ngan dina eta tempat protrude. Mékanisme tindakanna sami sareng tindakan seueur énzim, anu ogé "topeng" bagian-bagian molekul.

4. Modél molekul cyclodextrin ngandung molekul séjén.

5. katingal sejen dina kompléks sarua

Molekul naon anu tiasa disimpen di jero cyclodextrins? Cukup seueur naon waé anu pas di jero - cocog sareng ukuran tamu sareng host penting pisan (sapertos corona éter sareng turunanna; tingali artikel bulan kamari) (6). Sipat ieu cyclodextrins

6. Cyclodextrin strung on ranté séjén

molekul, nyaéta rotaxane (detil langkung: dina masalah

Januari)

ngajadikeun eta mangpaat pikeun selektif nangkep sanyawa ti lingkungan. Ku kituna, zat dimurnikeun sarta dipisahkeun tina campuran sanggeus réaksi (contona, dina pembuatan ubar).

pamakéan séjén? Ieu bakal mungkin mun disebatkeun excerpts tina artikel saméméhna dina siklus (model énzim jeung transporters, teu ngan leuwih ionik - cyclodextrins ngangkut rupa zat) jeung excerpt ngajéntrékeun dendrimers (transporting zat aktif dina ubar, kosmétik jeung produk panyalindungan tutuwuhan). Mangpaat bungkusan cyclodextrin ogé sami - sadayana larut dina cai (teu sapertos kalolobaan ubar, kosmétik sareng péstisida), bahan aktif dileupaskeun laun sareng tahan langkung lami (anu ngamungkinkeun pikeun dosis anu langkung alit), sareng wadah anu dianggo biodegradable (mikroorganisme gancang terurai. ). produk alam, éta ogé métabolismena dina awak manusa). Eusi bungkusan ogé ditangtayungan tina lingkungan (pangurangan aksés kana molekul anu disimpen). Produk panyalindungan tutuwuhan disimpen dina cyclodextrins boga formulir nu merenah pikeun pamakéan. Ieu mangrupakeun bubuk bodas, sarupa jeung tipung kentang, nu leyur dina cai saméméh pamakéan. Ku alatan éta, teu perlu ngagunakeun pangleyur organik bahaya sarta kaduruk.

Nalika ngotéktak daptar pamakean cyclodextrin, urang tiasa mendakan sababaraha "rasa" sareng "bau" sanésna. Bari urut mangrupakeun métafora ilahar dipaké, kiwari dimungkinkeun bisa kaget anjeun. Nanging, ember kimiawi dianggo pikeun ngaleungitkeun bau anu goréng sareng pikeun nyimpen sareng ngaleupaskeun aroma anu dipikahoyong. Penyegar hawa, nyerep bau, parfum sareng kertas seungit mangrupikeun sababaraha conto panggunaan kompleks cyclodextrin. Kanyataan anu pikaresepeun nyaéta sanyawa rasa anu dibungkus dina cyclodextrins ditambah kana bubuk cuci. Salila nyetrika sareng ngagem, seungitna laun-laun direcah sareng dileupaskeun.

Waktos nyobian. "Ubar pait cageur pangalusna," tapi raos dahsyat. Nanging, upami dikaluarkeun dina bentuk kompleks kalayan cyclodextrin, moal aya sensasi anu pikaresepeun (zatna diisolasi tina kuncup rasa). Pait tina jus jeruk bali ogé dileungitkeun kalayan bantuan cyclodextrins. Ekstrak bawang bodas sareng rempah-rempah sanésna langkung stabil dina bentuk kompléx tibatan dina bentuk gratis. Rasa anu sami rangkep ningkatkeun rasa kopi sareng tèh. Salaku tambahan, observasi kagiatan antikolesterolna nyarioskeun kana cyclodextrins. Partikel koléstérol "goréng" ngabeungkeut dina ember kimiawi sareng dikaluarkeun tina awak dina bentuk ieu. Jadi cyclodextrins, produk asal alam, oge kaséhatan sorangan.