Самая длинная молекулярная цепь

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2018, №2)

pic_2018_02_14-1.jpgНазвание «катенаны» произошло от латинского слова catena — «цепь». В этих соединениях макроциклы соединяются друг с другом не за счет химических связей, а сцепляясь механически, подобно звеньям цепи. До недавнего времени, однако, это были скорее коротенькие обрывки цепей — самые длинные катенаны состояли не более чем из десятка звеньев. Но теперь появился катенан-рекордсмен из 130 механически сцепленных макроциклов («Science», 2017, doi: 10.1126/science.aap7675).

Катенаны обладают необычными свойствами, которые стали предметом исследования сравнительно недавно. Потенциальные области их применения — создание катализаторов, средств для адресной доставки лекарственных препаратов, а также молекулярных машин (см. «Химию и жизнь», 2016, 11). Многие полагают, что сходство катенанов с металлическими цепями, одновременно гибкими и прочными, позволит изготавливать на их основе отличные ударопоглощающие материалы.

Однако получение полимерных катенанов, в которых многочисленные звенья-макроциклы соединены только механическим сцеплением, — непростая задача. Самая длинная до недавних пор цепь катенана получена еще двадцать с лишним лет назад, и она состоит всего из семи колец («Angewandte Chemie. Int. Ed.», 1997, 36, 2070—2072,doi:10.1002/anie.199720701) — едва ли такая структура заслуживает аффикса «поли». В новой работе исследователи из группы Стюарта Рована, работающего в Университете Чикаго, смогли получить линейный катенан из 26 макроциклов и разветвленные катенановые цепи, в состав которых входит до 130 элементов.

Ключом к успеху стала методика синтеза, которую разработал нобелевский лауреат 2016 года Жан-Пьер Саваж (см. «Химию и жизнь», 2016, 11), а также способ очистки, предложенный Рованом с коллегами. Для очистки поликатенанов после окончания реакции исследователи прибавляли к реакционной смеси ионы цинка(II). Эти ионы предпочитают взаимодействовать с теми макроциклами, которые механически связаны с другими макроциклами (так называемый катенандовый эффект). Более длинные цепи накапливают больше ионов цинка и выпадают в осадок, в то время как мономеры и короткие олигомеры остаются в растворе. Рован с коллегами уверены, что их подход со временем позволит получить поликатенаны с еще большим количеством звеньев.

Разные разности

03.12.2019 18:00:00

...43 астронома из восьми стран описали характеристики межзвездной кометы 2I/Borisov, открытой астрономом-любителем Геннадием Борисовым...

...анализ воздуха из антарктических ледяных кернов возрастом до 1,5–2 млн лет показывает, что увеличение длительности ледниковых циклов в последний миллион лет не было вызвано длительным снижением содержания СО2 в атмосфере...

...полностью парализованный человек с электродами, вживленными в мозг, с помощью искусственного интеллекта может управлять воображаемым карандашом...

>>
02.12.2019 18:00:00

Исследователи из Дании, Австралии и США открыли необычную особенность половой жизни пчел: после спаривания с трутнем зрение матки может катастрофически ухудшиться

>>
26.11.2019 17:00:00

Группа исследователей из Массачусетского технологического института проанализировала, как меняется научный ландшафт после внезапной смерти кого-то из столпов науки.

>>
15.11.2019 15:30:00

8 ноября в МИА «Россия сегодня» состоялась торжественная церемония награждения лауреатов Всероссийского конкурса «ПРО Образование 2019». Журнал «Химия и жизнь» стал лауреатом в номинации «Лучшие публикации ПРО химическое образование».


>>
06.11.2019 18:00:00

…почти полный череп высшего примата, найденный в Эфиопии, идентифицирован как Australopithecus anamensis; возраст его составляет около 3,8 млн лет…

…создана электронная перчатка на протезную руку, которая обеспечивает реалистичный внешний вид, мягкость, тепло, а также восприятие давления, температуры и влажности…

…антипрививочники начинают терпимее относиться к вакцинации, когда вспышка инфекционной болезни происходит недалеко от места их проживания…


>>