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

06.11.2018 15:40:00

…«Science» опубликовал шесть статей, посвященных финальному этапу исследования Сатурна автоматической межпланетной станцией Кассини…

…в Японии, возможно, будет разрешено редактирование генов человеческих эмбрионов в исследовательских целях...

…британские ученые с помощью CRISPR-Cas9 ввели в геном малярийного комара Anopheles gambiae мутацию, которая делает самок бесплодными при сохранении плодовитости самцов; такая мутация может полностью уничтожить вид…

>>
31.10.2018 18:00:00

Государство придумало способ борьбы за чистоту природы – экологические штрафы. Например, в США за период 2000—2015 годы средний размер штрафа составил 204 млн долларов. Как же компания может снизить такую нагрузку? Для этого нужно увеличить число женщин в составе руководящего органа.

>>
29.10.2018 17:00:00

Современный потребительский рынок перекошен действиями маркетологов, и они придумали очень интересные методы для обхода законов. С помощью методов, которым их научили в современных школах бизнеса, они создают ложные рыночные ценности.

>>
01.10.2018 12:00:00

…разновидность северного сияния под названием STEVE на самом деле вообще не северное сияние...

…найдены прямые и окончательные доказательства присутствия поверхностного водного льда в полярных областях Луны...

…чип, содержащий живые клетки дрожжей, поможет отслеживать суточные дозы облучения у сотрудников больниц, исследовательских лабораторий и АЭС…


>>
29.09.2018 10:00:00

У блокчейн-технологии есть существенный недостаток: ее защищенность базируется на том, что процедура проверки данных в цепочках блоков требует большого расхода энергии. При своем нынешнем объеме система потребляет энергии как целая страна.

>>