Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




30.12.2015

Химики создали самособирающиеся молекулярные каналы для воды

Химики из Южной Кореи синтезировали новый тип соединений, способных к сборке в спиральные конструкции. Интересно отметить, что образующиеся спиральные трубки, подобно аквапоринам, содержат внутри себя мономолекулярные цепочки из молекул воды. Исследование опубликовано в Journal of American Chemical Society.

Строение водных каналов из индолокарбазол-пиридиновых олигомеров. Сверху - гептамер, снизу - нонамер
Строение водных каналов из индолокарбазол-пиридиновых олигомеров. Сверху - гептамер, снизу - нонамер

Соединение представляет собой олигомер — несколько связанных между собой одинаковых звеньев. Авторы взяли в качестве основы систему из фрагментов двух гетероциклических соединений (индолокарбазола и пиридина), соединенных между собой ацетиленовыми мостиками. Благодаря жесткой геометрии фрагментов, каждый из которых располагается под определенным углом друг к другу, у такой молекулы ограничена возможность изгибаться в пространстве. Отдельные звенья способны лишь вращаться друг относительно друга, вокруг ацетиленовых «осей».

Для синтеза соединения химики использовали несколько последовательных реакций сочетания по Соногасире. В этих реакциях между собой «склеивались» отдельные гетероциклические молекулы, одна из которых содержала атом иода при цикле, а другая — фрагмент ацетилена. Полученные соединения представляли собой ярко-желтые порошки.

Строение нонамера
Строение нонамера

Для доказательства их строения ученые использовали общепринятый метод ЯМР-спектроскопии. Он позволяет определить, какие типы атомов водорода существуют в молекуле и как они расположены на основе того, как молекула взаимодействует с радиочастотным излучением в магнитном поле. Главной характеристикой в этом методе является положение пиков на получающемся ЯМР-спектре. Авторы обратили внимание, что при использовании разных органических растворителей — дейтерированного дихлорметана и дейтерированного диметилсульфоксида — спектры отличаются слишком сильно. Во первом из них сигналы, соответствовавшие отдельным атомам водорода, были сильно смещены вправо, в сторону меньших полей.

Изменения в ЯМР-спектре, вызванные примесями воды в дейтерированном дихлорметане
Изменения в ЯМР-спектре, вызванные примесями воды в дейтерированном дихлорметане

Химики предположили, что это может быть связано с примесью воды в дихлорметане. Молекулы воды, взаимодействуя с олигомерами, могли помочь им свернуться в спирали, что привело бы к значительным изменениям в окружении атомов водорода. При этом, над и под некоторыми атомами водорода оказываются кольца индолокарбазола. Они экранируют эти атомы от внешнего магнитного поля, что и отражается в виде сдвига в спектрах.

Поэтому авторы провели дополнительный эксперимент, использовав дихлорметан очищенный даже от следов воды. В новом спектре значительных смещений пиков не наблюдалось, однако после некоторого времени на воздухе растворитель снова набирал воду и «неожиданные» пики снова возникали.

Точно установить структуру помогли кристаллы веществ. Оказалось, что олигомеры и в самом деле могли сворачиваться в спирали, содержавшие от трех до пяти молекул воды в центре. При этом с равной вероятностью образовывались как «левые», так и «правые» спирали, но в кристаллах они упаковывались по-разному. Гептамеры, содержащие четыре фрагмента индолокарбазола и три — пиридина, выстраивались в кристалле в единые спиральные «колонны», нонамеры же чередовали «правые» и «левые» спирали.

Авторы предполагают, что олигомеры могут быть использованы в роли синтетических каналов для воды и ионов. Такие каналы можно встраивать, например, в билипидные и клеточные мембраны. Химики отмечают, что для этого молекулы придется видоизменить, повысив их сродство к жирам.

Владимир Королёв


Источники:

  1. nanonewsnet.ru



ИНТЕРЕСНО:

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'