Minisita ti Kemistri Curiosities - Apa 2

Ninu atejade ti tẹlẹ ti apakan kemistri, ọpọlọpọ awọn agbo ogun lati ifihan ijamba kemikali ni a gbekalẹ (dajọ nipasẹ orukọ jara, dajudaju iwọ kii yoo kọ ẹkọ nipa wọn ni ile-iwe). Iwọnyi jẹ “awọn eniyan” ti o bọwọ pupọ ti, laibikita irisi wọn dani, wọn fun ni ẹbun Nobel, ati pe awọn ohun-ini wọn ni awọn agbegbe pupọ ko le jẹ apọju. Ninu àpilẹkọ yii, o to akoko lati ni imọran pẹlu awọn ohun kikọ atilẹba ti o tẹle lati agbegbe ti kemistri, ko kere ju awọn ethers ade ati awọn itọsẹ wọn.

awọn igi kemikali

Podands, awọn agbo ogun ti o ni awọn ẹwọn gigun ti a so mọ apakan aringbungbun ti moleku, ti fun kilaasi tuntun ti awọn nkan (diẹ sii lori “awọn ẹja kẹmika” ninu nkan ti oṣu to kọja). Chemists pinnu lati mu awọn nọmba ti "tentacles". Lati ṣe eyi, si ọkọọkan awọn apa ti o pari ni ẹgbẹ kan ti awọn ọta ti o lagbara lati fesi, a ṣafikun moleku miiran, ti o pari ni awọn ẹgbẹ ti o baamu (meji tabi diẹ sii; aaye naa ni lati mu nọmba awọn aaye ti o le ni idapo pọ pẹlu awọn patikulu miiran. ). Awọn moleku diẹ sii fesi pẹlu rẹ, lẹhinna diẹ sii, ati bẹbẹ lọ. Ilọsoke ni iwọn ti gbogbo eto jẹ alaworan nipasẹ aworan atọka:

Awọn onimọ-jinlẹ ti sopọ mọ awọn agbo ogun tuntun si awọn ẹka dagba ti awọn igi, nitorinaa orukọ dendrimeria (lati Greek dendron = igi, meros = apakan). Ni ibere, o ti njijadu pẹlu awọn ọrọ "arborole" (eyi ni Latin, nibiti arbor tun tumọ si igi) tabi "awọn patikulu cascading". Botilẹjẹpe onkọwe dabi diẹ sii bi awọn tentacles tangled ti jellyfish tabi anemones aiṣiṣẹ, awọn aṣawari, dajudaju, ni ẹtọ si awọn orukọ. Ijọpọ ti dendrimers pẹlu awọn ẹya fractal tun jẹ akiyesi pataki.

1. Awoṣe ti ọkan ninu awọn atilẹba dendrimers

ipele idagbasoke ẹka

Dendrimers ko le dagba titilai (1). Nọmba awọn ẹka dagba ni afikun, ati lẹhin awọn ipele diẹ si mẹwa ti asomọ ti awọn ohun alumọni tuntun lori dada ti ibi-iwọn, aaye ọfẹ dopin (gbogbo naa de awọn iwọn nanometer; nanometer jẹ bilionu kan ti mita kan). Ni apa keji, awọn iṣeeṣe ti ifọwọyi awọn ohun-ini ti dendrimer jẹ eyiti ko ni opin. Awọn ajẹkù ti o wa lori dada le jẹ hydrophilic ("ifẹ-omi", ie nini isunmọ fun omi ati awọn olomi pola) tabi hydrophobic ("yago fun omi", ṣugbọn o ni itara lati wa si olubasọrọ pẹlu awọn olomi ti kii ṣe pola, fun apẹẹrẹ, julọ Organic. olomi) . olomi). Bakanna, inu ti moleku le jẹ boya pola tabi ti kii ṣe pola ni iseda. Labẹ oju ti dendrimer, laarin awọn ẹka kọọkan, awọn aaye ọfẹ wa ninu eyiti awọn nkan ti a yan le ṣe afihan (ni ipele ti iṣelọpọ tabi nigbamii, wọn tun le so mọ awọn ẹgbẹ dada). Nitorina, laarin awọn igi kemikali, gbogbo eniyan yoo wa nkan ti o yẹ fun awọn aini wọn. Ati iwọ, oluka, ṣaaju ki o to ka nkan yii si ipari, ronu nipa kini o le lo awọn ohun elo eyiti, ni ibamu si eto wọn, yoo jẹ “itura” ni eyikeyi agbegbe, ati kini awọn nkan miiran le ni?

Nitoribẹẹ, bi awọn apoti fun gbigbe awọn agbo ogun ti a yan ati aabo awọn akoonu wọn. (2). Awọn wọnyi ni awọn ohun elo akọkọ ti dendrimers. Botilẹjẹpe pupọ ninu wọn tun wa ni ipele iwadii, diẹ ninu wọn ti wa ni lilo tẹlẹ ni iṣe. Dendrimers jẹ o tayọ fun gbigbe awọn oogun ni agbegbe inu omi ti ara. Diẹ ninu awọn oogun nilo lati ṣe atunṣe ni pataki lati tu ninu awọn fifa ara - lilo awọn ẹrọ gbigbe yoo yago fun awọn iyipada wọnyi (wọn le ni ipa ni ipa lori imunadoko oogun naa). Ni afikun, nkan ti nṣiṣe lọwọ jẹ itusilẹ laiyara lati inu kapusulu, eyiti o tumọ si pe awọn iwọn lilo le dinku ati mu ni igbagbogbo. Isomọ ti awọn ohun elo pupọ si oju dendrimer nyorisi otitọ pe wọn mọ nikan nipasẹ awọn sẹẹli ti awọn ara ẹni kọọkan. Eyi, ni ọna, ngbanilaaye lati gbe oogun naa taara si opin irin ajo rẹ, laisi ṣiṣafihan gbogbo ara si awọn ipa ẹgbẹ ti ko wulo, fun apẹẹrẹ, ni itọju ailera akàn.

2. Awoṣe ti dendrimer ti o ni awọn moleku miiran

(oke)

Awọn ohun ikunra ni a ṣẹda lori ipilẹ omi mejeeji ati awọn ọra. Sibẹsibẹ, nigbagbogbo nkan ti nṣiṣe lọwọ jẹ ọra-tiotuka, ati pe ọja ikunra wa ni irisi ojutu olomi (ati ni idakeji: nkan ti o yo omi gbọdọ jẹ adalu pẹlu ipilẹ ọra). Awọn afikun ti awọn emulsifiers (gbigba didasilẹ ti ojutu ọra-omi iduroṣinṣin) ko nigbagbogbo ṣiṣẹ daradara. Nitorinaa, awọn ile-iṣẹ ohun ikunra n gbiyanju lati lo agbara ti dendrimers bi awọn gbigbe ti o le ni irọrun ni irọrun si awọn iwulo. Ile-iṣẹ kemikali aabo irugbin na dojukọ awọn iṣoro kanna. Lẹẹkansi, o jẹ dandan nigbagbogbo lati dapọ awọn ipakokoropaeku ti kii-pola pẹlu omi. Dendrimers dẹrọ asopọ ati, ni afikun, ni itusilẹ diẹdiẹ pathogen lati inu, dinku iye awọn nkan majele. Ohun elo miiran jẹ sisẹ awọn ẹwẹ titobi fadaka ti fadaka, eyiti a mọ lati run awọn microbes. Iwadi tun nlọ lọwọ lori lilo awọn dendrimers lati gbe awọn antigens ninu awọn ajesara ati awọn ajẹkù DNA ni awọn ẹkọ-jiini. Awọn aye diẹ sii wa, o kan nilo lati lo oju inu rẹ.

Awọn garawa

Glukosi jẹ akopọ Organic lọpọlọpọ julọ ni agbaye alãye. Wọ́n fojú bù ú pé lọ́dọọdún ni wọ́n ń ṣe é ní ọgọ́rùn-ún bílíọ̀nù tọ́ọ̀nù! Awọn ohun alumọni lo ọja akọkọ ti photosynthesis ni awọn ọna oriṣiriṣi. Glukosi jẹ orisun agbara ninu awọn sẹẹli, ṣiṣẹ bi ohun elo ifipamọ (sitashi ẹfọ ati glycogen ẹranko) ati ohun elo ile (cellulose). Ni akoko ti awọn ọgọrun ọdun kọkandinlogun ati ifoya, awọn ọja ti idinku apakan ti sitashi nipasẹ iṣe ti awọn enzymu kokoro arun (abbreviated KD) ni a mọ. Gẹgẹbi orukọ ṣe daba, iwọnyi jẹ cyclic tabi awọn agbo ogun oruka:

Wọn ni mefa (iyatọ a-CD), meje (b-CD) tabi mẹjọ (g-CD) glukosi moleku, biotilejepe o tobi oruka ni a tun mo. (3). Ṣugbọn kilode ti awọn ọja iṣelọpọ ti diẹ ninu awọn kokoro arun ti o nifẹ pupọ ti wọn fi fun wọn ni aye ni “Ile-iwe Imọ-ẹrọ Ọdọmọde”?

3. Awọn awoṣe ti cyclodextrins. Lati osi si otun: a - KD, b - KD, g - KD.

Ni akọkọ, awọn cyclodextrins jẹ awọn agbo ogun ti omi tiotuka, eyiti ko yẹ ki o wa bi iyalẹnu - wọn kere pupọ ati pe o ni glukosi tiotuka pupọ (sitashi fọọmu awọn patikulu nla pupọ lati ṣe ojutu kan, ṣugbọn o le daduro). Ni ẹẹkeji, ọpọlọpọ awọn ẹgbẹ OH ati awọn ọta atẹgun glukosi ni anfani lati di awọn moleku miiran. Ni ẹkẹta, awọn cyclodextrins ni a gba nipasẹ ilana imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ ti o rọrun lati sitashi olowo poku ati ti o wa (ni lọwọlọwọ ni iye awọn ẹgbẹẹgbẹrun awọn toonu fun ọdun kan). Ẹkẹrin, wọn wa patapata awọn nkan ti kii ṣe majele. Ati pe, nikẹhin, atilẹba julọ julọ ni fọọmu wọn (eyiti iwọ, Oluka, yẹ ki o daba nigbati o nlo awọn agbo ogun wọnyi): Garawa ti ko ni isalẹ, i.e. cyclodextrins jẹ o dara fun gbigbe awọn nkan miiran (moleku ti o ti kọja nipasẹ iho nla kan kii yoo ṣubu). eiyan ni isalẹ, ati, pẹlupẹlu, o ti wa ni owun nipa interatomic ologun). Nitori ailabawọn wọn si ilera, wọn le ṣee lo bi eroja ninu awọn oogun ati awọn ounjẹ.

Sibẹsibẹ, lilo akọkọ ti cyclodextrins, ti a ṣe awari ni kete lẹhin apejuwe naa, jẹ iṣẹ ṣiṣe katalitiki. O wa ni anfani pe diẹ ninu awọn aati pẹlu ikopa wọn tẹsiwaju ni ọna ti o yatọ patapata ju ni isansa ti awọn agbo ogun wọnyi ni agbegbe. Idi ni pe moleku sobusitireti ("alejo") wọ inu garawa naa ("ogun") (4, 5). Nitorinaa, apakan kan ti moleku ko wọle si awọn reagents, ati pe iyipada le waye nikan ni awọn aaye wọnyẹn ti o jade. Ilana ti iṣe jẹ iru si iṣe ti ọpọlọpọ awọn enzymu, eyiti o tun “boju-boju” awọn ẹya ti awọn ohun elo.

4. Awoṣe ti a cyclodextrin moleku ti o ni awọn miiran moleku.

5. Miiran wo ni kanna eka

Awọn ohun elo wo ni a le fipamọ sinu awọn cyclodextrins? Elo ni ohunkohun ti yoo baamu inu - alejo ati ibaramu iwọn ogun jẹ pataki (bii pẹlu awọn ethers corona ati awọn itọsẹ wọn; wo nkan ti oṣu to kọja) (6). Eleyi ohun ini ti cyclodextrins

6. Cyclodextrin strung lori miiran pq

awọn ohun elo, ie rotaxane (awọn alaye diẹ sii: ninu ọran naa

Oṣu Kini)

jẹ ki wọn wulo fun yiyan awọn agbo ogun lati agbegbe. Nitorinaa, awọn oludoti jẹ mimọ ati yapa kuro ninu adalu lẹhin ifura (fun apẹẹrẹ, ni iṣelọpọ awọn oogun).

Lilo miiran? Yoo ṣee ṣe lati tọka awọn iyapa lati nkan ti tẹlẹ ninu ọmọ (awọn awoṣe ti awọn enzymu ati awọn gbigbe, kii ṣe awọn ionic nikan - cyclodextrins gbe awọn nkan lọpọlọpọ) ati yiyan ti n ṣalaye dendrimers (gbigbe awọn nkan ti nṣiṣe lọwọ ni awọn oogun, awọn ohun ikunra ati awọn ọja aabo ọgbin). Awọn anfani ti apoti cyclodextrin tun jẹ iru kanna - ohun gbogbo n tuka ninu omi (bii ọpọlọpọ awọn oogun, awọn ohun ikunra ati awọn ipakokoropaeku), ohun elo ti nṣiṣe lọwọ ti tu silẹ ni diėdiė ati ki o pẹ to (eyiti o gba laaye fun awọn iwọn kekere), ati apoti ti a lo jẹ biodegradable (awọn microorganisms decompose ni kiakia). ). ọja adayeba, o tun jẹ iṣelọpọ ninu ara eniyan). Awọn akoonu inu package tun ni aabo lati agbegbe (idinku wiwọle si moleku ti o fipamọ). Awọn ọja aabo ọgbin ti a gbe sinu cyclodextrins ni fọọmu ti o rọrun fun lilo. O jẹ erupẹ funfun kan, ti o jọra si iyẹfun ọdunkun, eyiti a tuka sinu omi ṣaaju lilo. Nitorinaa, ko si iwulo lati lo awọn nkan ti o lewu ati flammable Organic.

Nigba lilọ kiri nipasẹ atokọ ti awọn lilo fun cyclodextrin, a le rii ọpọlọpọ awọn “awọn adun” ati “awọn oorun” ninu rẹ. Lakoko ti iṣaaju jẹ apẹrẹ ti o wọpọ, igbehin le ṣe ohun iyanu fun ọ. Bibẹẹkọ, awọn garawa kẹmika ṣiṣẹ lati yọ awọn oorun buburu kuro ati lati fipamọ ati tu awọn aroma ti o fẹ silẹ. Awọn olutọpa afẹfẹ, awọn ohun mimu olfato, awọn turari ati awọn iwe aladun jẹ apẹẹrẹ diẹ ti lilo awọn eka cyclodextrin. Otitọ ti o yanilenu ni pe awọn agbo ogun adun ti a ṣajọpọ ni awọn cyclodextrins ni a ṣafikun si awọn iyẹfun fifọ. Lakoko ironing ati wọ, õrùn diėdiė bajẹ ati tu silẹ.

Akoko lati gbiyanju. "Oogun kikorò ni arowoto dara julọ," ṣugbọn o dun ni ẹru. Bibẹẹkọ, ti o ba nṣakoso ni irisi eka kan pẹlu cyclodextrin, kii yoo si awọn aibalẹ aibalẹ (nkan naa ti ya sọtọ lati awọn eso itọwo). Kikoro ti oje eso ajara ni a tun yọ kuro pẹlu iranlọwọ ti awọn cyclodextrins. Awọn iyọkuro ti ata ilẹ ati awọn turari miiran jẹ iduroṣinṣin diẹ sii ni irisi awọn eka ju ni fọọmu ọfẹ. Bakanna awọn eroja ti a ṣajọpọ mu itọwo kofi ati tii ṣe. Ni afikun, akiyesi iṣẹ anticholesterol wọn sọrọ ni ojurere ti cyclodextrins. Awọn patikulu ti idaabobo awọ “buburu” sopọ si inu garawa kemikali ati yọkuro lati ara ni fọọmu yii. Nitorinaa cyclodextrins, awọn ọja ti ipilẹṣẹ adayeba, tun jẹ ilera funrararẹ.