Химики-конструкторы. Нобелевку по химии принесли молекулярные машины

0   5   0

Химия
6 окт. 13:00


57f625f15f1be75eba67e926

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2016 году стали француз Жан-Пьер Соваж, американец сэр Фрейзер Стоддарт и голландец Бернард Феринга «за проектирование и синтез молекулярных машин». «Чердак» разобрался, что это означает.

Машины и организмы — мы привыкли противопоставлять эти понятия.

Возьмите, с одной стороны, станок или беспилотный автомобиль,

а с другой — пушистую зверюшку, и вы не найдете в них ничего общего:

четкие, отточенные, запрограммированные и бездумные действия машины

совсем не похожи на то, что мы привыкли называть жизнью.



Тем удивительнее, что все организмы буквально напичканы различными

молекулярными механизмами, созданными природой, — молекулами или

группами молекул, которые умеют четко выполнять одни и те же действия,

чтобы, например, синтезировать белки по последовательности РНК.



Что сделали лауреаты?



Они сделали искусственные молекулярные машины — молекулы, способные

совершать предсказуемые механические действия под действием внешнего

возбудителя: света, тепла или электрического тока.



Так, Жан Пьер Соваж научился синтезировать соединения, скрепленные между

собой не только химическими связями — силами притяжения между атомами,

но и механическими.



Например, в катенанах

две большие циклические группы сцеплены между собой, как звенья в цепи.

Для этого сначала брали одну циклическую группу вместе с заключенным

внутри нее координирующим ионом и синтезировали в присутствии этого темплата

другую циклическую группу, которая из-за притяжения к иону

защелкивалась на первое кольцо. Потом ион удаляли, и в результате

получалась изящная молекула из двух сцепленных колец.



Пример молекулы катенана
Пример молекулы катенана. Изображение: M stone / Wikimedia



Фрейзер Стоддарт действовал другим способом: он брал длинную линейную

молекулу с выраженными электродонорными свойствами (таким молекулам

хочется поделиться своими электронами с кем-то еще), на концах которой

были большие объемные группы, отчего соединение походило на гантель.

К этой молекуле он добавлял незамкнутое циклическое соединение с ярко

выраженными электрофильными свойствами (этим молекулам, наоборот, очень

хочется чужих электронов), которое сразу садилось на гостеприимную

гантель со множеством лакомых электронов.

Далее на Чердаке.


Автор: Михаил Петров

Источник: Чердак


0



Для лиц старше 18 лет