Самая длинная молекулярная цепь

А.И. Курамшин

Самая длинная молекулярная цепь | Научно-популярный журнал «Химия и Жизнь»Название «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
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...
Пишут, что...
…за последнее десятилетие плотность тихоокеанских устриц Magallana gigas в двух заливах Южной Калифорнии увеличилась в 32 раза, что совпадает с летним повышением температуры морской воды на 2–4°C… …пластырь с микроиглами против ...
Маскировка, подсказанная цикадой
Тело цикады покрывают брохосомы. Эти структуры отлично поглощают свет, тем самым помогая ей маскироваться от животных, глаза которых видят в том числе и ультрафиолетовый свет. Используя 3D-принтер, исследователи создали искусственные аналоги брохосом...