Кабинети кунчковии химия — Кисми 2

Дар шумораи гузаштаи бахши химия, якчанд пайвастагиҳо аз намоиши инфиродии кимиёвӣ пешниҳод карда шуданд (бо номи силсила, шумо бешубҳа дар бораи онҳо дар мактаб маълумот нахоҳед гирифт). Инҳо "шахсон"-и хеле мӯҳтараманд, ки бо вуҷуди намуди зоҳирии ғайриоддӣ ба ҷоизаи Нобел сарфароз гаштаанд ва моликияти онҳоро дар як қатор соҳаҳо ба қадри кофӣ баҳо додан мумкин нест. Дар ин мақола, вақти он расидааст, ки бо аломатҳои аслии навбатии соҳаи химия шинос шавед, на камтар аз эфирҳои тоҷ ва ҳосилаҳои онҳо ҷолибанд.

дарахтони химиявй

Подандҳо, пайвастагиҳои занҷирҳои дарозе, ки ба қисми марказии молекула пайвастанд, ба пайдоиши синфи нави моддаҳо овардаанд (бештар дар бораи "ҳаштпоҳои химиявӣ" дар мақолаи моҳи гузашта). Химикхо карор доданд, ки микдори «тантача»-ро зиёд кунанд. Барои ин ба ҳар як силоҳе, ки дар як гурӯҳи атомҳои қодир ба реаксия хотима меёбад, як молекулаи дигаре илова карда шуд, ки дар гурӯҳҳои мувофиқ хотима меёбад (ду ва зиёда аз он; гап дар он аст, ки шумораи сайтҳоеро, ки метавонанд бо дигар заррачаҳо якҷоя шаванд) анҷом медиҳанд. ). Молекулҳои бештар бо он реаксия карданд, баъд бештар ва ғайра. Афзоиши андозаи тамоми система дар диаграмма нишон дода шудааст:

Химикҳо пайвастагиҳои навро ба шохаҳои нашъунамои дарахтон пайванд додаанд, бинобар ин дендримерия (аз юнонӣ dendron = дарахт, meros = қисм) ном гирифтааст. Дар аввал, он бо истилоҳоти "arborole" (ин лотинӣ аст, ки дар он arbor маънои дарахтро низ дорад) ё "заррачаҳои каскадӣ" рақобат мекард. Ҳарчанд муаллиф бештар ба домаҳои печидаи медуза ё анемонҳои ғайрифаъол монанд аст, кашфкунандагон, албатта, ҳуқуқи ном доранд. Ассотсиатсияи дендримерҳо бо сохторҳои фракталӣ низ як мушоҳидаи муҳим аст.

1. Модели яке аз дендримерҳои аслӣ

марҳилаи афзоиши филиал

Дендримерҳо наметавонанд ба таври номуайян афзоиш ёбанд (1). Шумораи шохаҳо ба таври экспоненсиалӣ меафзояд ва пас аз чанд то даҳ марҳилаи пайвастшавии молекулаҳои нав дар рӯи массаи курашакл фазои озод ба охир мерасад (ҳама ба андозаҳои нанометрӣ мерасад; нанометр як миллиард ҳиссаи метр аст). Аз тарафи дигар, имкониятҳои идоракунии хосиятҳои дендример қариб беохиранд. Фрагментҳои дар рӯи замин мавҷудбуда метавонанд гидрофилӣ («обдӯст», яъне ба об ва ҳалкунандаҳои қутбӣ наздикӣ дошта бошанд) ё гидрофобӣ («аз об канорагирӣ»), вале моил ба тамос бо моеъҳои ғайриқутбӣ, масалан, аксари органикӣ бошанд. ҳалкунандаҳо). ҳалкунандаҳо). Ба ҳамин монанд, даруни молекула табиатан қутбӣ ё ғайриқутбӣ буда метавонад. Дар зери сатхи дендример, дар байни шохахои алохида чойхои озод мавчуданд, ки ба онхо моддахои интихобшуда дохил карда мешаванд (дар мархилаи синтез ва ё баъдтар онхо ба гуруххои сатхи хам пайваст мешаванд). Аз ин ру, дар байни дарахтони химиявй хар кас чизи ба талаботи худ мувофикро меёбад. Ва шумо, хонанда, пеш аз он ки ин матлабро то охир бихонед, дар бораи он фикр кунед, ки молекулаҳоеро, ки аз рӯи сохторашон дар ҳар муҳит барои чӣ истифода бурдан мумкин аст, «бароҳат» хоҳанд буд ва боз кадом моддаҳоро дар бар гирифта метавонад?

Албатта, ҳамчун контейнерҳо барои интиқоли пайвастагиҳои интихобшуда ва ҳифзи мундариҷаи онҳо. (2). Инҳо барномаҳои асосии дендримерҳо мебошанд. Гарчанде ки аксари онҳо ҳанӯз дар марҳилаи тадқиқот қарор доранд, баъзеи онҳо аллакай дар амал татбиқ карда мешаванд. Дендримерҳо барои интиқоли маводи мухаддир дар муҳити обии бадан аъло мебошанд. Баъзе доруҳоро барои об шудан дар моеъҳои бадан махсус тағир додан лозим аст - истифодаи конвейерҳо ин тағиротҳоро пешгирӣ мекунад (онҳо метавонанд ба самаранокии дору таъсири манфӣ расонанд). Илова бар ин, моддаи фаъол оҳиста аз дохили капсула хориҷ карда мешавад, ки ин маънои онро дорад, ки вояи онро кам кардан ва камтар гирифтан мумкин аст. Пайвастшавии молекулаҳои гуногун ба сатҳи дендример боиси он мегардад, ки онҳоро танҳо ҳуҷайраҳои узвҳои алоҳида эътироф мекунанд. Ин, дар навбати худ, имкон медиҳад, ки маводи мухаддир мустақиман ба ҷои таъиншуда интиқол дода шавад, бе он ки тамоми бадан ба таъсироти нолозим, масалан, дар терапияи зидди саратон дучор нашавад.

2. Модели дендример, ки дорои молекулаи дигар аст

(боло)

Косметика дар асоси ҳам об ва ҳам равғанҳо сохта мешаванд. Аммо, аксар вақт моддаи фаъол дар равған ҳалшаванда аст ва маҳсулоти косметикӣ дар шакли маҳлули обӣ аст (ва баръакс: моддаи дар об ҳалшаванда бояд бо пойгоҳи чарб омехта карда шавад). Илова кардани эмульгаторхо (ба хосил шудани махлули устувори обй-равган имконият медихад) на хамеша ба таври мусоид кор мекунад. Аз ин рӯ, лабораторияҳои косметикӣ кӯшиш мекунанд, ки потенсиали дендримерҳоро ҳамчун конвейер истифода баранд, ки онҳоро ба ниёзҳо ба осонӣ мутобиқ кардан мумкин аст. Саноати химиявии мухофизати растанихо низ ба хамин гуна проблемахо дучор меояд. Боз аксар вақт пестисидҳои ғайриқутбӣ бо об омехта кардан лозим аст. Дендримерҳо пайвастшавиро осон мекунанд ва илова бар ин, патогенро тадриҷан аз дарун хориҷ мекунанд, миқдори моддаҳои заҳролудро кам мекунанд. Барномаи дигар коркарди нанозарраҳои нуқраи металлӣ мебошад, ки микробҳоро нест мекунанд. Таҳқиқот инчунин оид ба истифодаи дендримерҳо барои интиқоли антигенҳо дар ваксинаҳо ва пораҳои ДНК дар таҳқиқоти генетикӣ идома дорад. Имкониятҳои бештар вуҷуд доранд, шумо танҳо бояд тасаввуроти худро истифода баред.

Сатилҳо

Глюкоза як пайвастагии органикӣ дар олами зинда мебошад. Хисоб карда мешавад, ки вай хар сол ба маблаги 100 миллиард тонна истехсол карда мешавад! Организмхо махсулоти асосии фотосинтезро бо роххои гуногун истифода мебаранд. Глюкоза як манбаи энергия дар ҳуҷайраҳо буда, ҳамчун маводи захиравӣ (крахмали растанӣ ва гликогени ҳайвонот) ва маводи сохтмонӣ (целлюлоза) хизмат мекунад. Дар огози асрхои XIX—XX махсулоти кисман вайрон шудани крахмал аз таъсири ферментхои бактериявй (КД мухтасар) муайян карда шуданд. Тавре ки аз ном бармеояд, инҳо пайвастагиҳои даврӣ ё ҳалқавӣ мебошанд:

Онҳо аз шаш (варианти a-CD), ҳафт (b-CD) ё ​​ҳашт (g-CD) молекулаҳои глюкоза иборатанд, гарчанде ки ҳалқаҳои калонтар низ маълуманд. (3). Аммо чаро махсули мубодилаи баъзе бактерияхо ин кадар шавковар аст, ки ба онхо дар «Техникуми чавон» чой дода мешавад?

3. Моделҳои сиклодекстринҳо. Аз чап ба рост: а - КД, б - КД, г - КД.

Пеш аз ҳама, циклодекстринҳо пайвастагиҳои дар об ҳалшаванда мебошанд, ки набояд тааҷҷубовар бошанд - онҳо нисбатан хурд мебошанд ва аз глюкозаи хеле ҳалшаванда иборатанд (крахмал барои ташаккул додани маҳлул зарраҳои хеле калонро ташкил медиҳад, аммо метавонад боздошта шавад). Дуюм, гурӯҳҳои сершумори OH ва атомҳои оксигени глюкоза қодиранд молекулаҳои дигарро пайваст кунанд. Сеюм, циклодекстринҳо бо роҳи соддаи биотехнологӣ аз крахмали арзон ва дастрас (ҳоло ба миқдори ҳазорҳо тонна дар як сол) ба даст оварда мешаванд. Чорум, онҳо моддаҳои комилан заҳролуд боқӣ мемонанд. Ва, ниҳоят, асилтаринаш шакли онҳост (ки шумо, Хонанда ҳангоми истифодаи ин пайвастагиҳо бояд пешниҳод кунед): Сатили бетағ, яъне. циклодекстринҳо барои интиқоли дигар моддаҳо мувофиқанд (молекулае, ки аз сӯрохи калонтар гузаштааст, намеафтад). контейнер дар поён аст ва, илова бар ин, он бо қувваҳои байниатомӣ вобаста аст). Аз сабаби безарар будани онҳо ба саломатӣ онҳо метавонанд ҳамчун компонент дар доруворӣ ва хӯрокворӣ истифода шаванд.

Бо вуҷуди ин, истифодаи аввалини циклодекстринҳо, ки чанде пас аз тавсиф кашф карда шуданд, фаъолияти каталитикӣ буд. Тасодуфан маълум шуд, ки баъзе реаксияхо бо иштироки онхо назар ба набудани ин пайвастагихо дар мухити атроф тамоман дигар мегузаранд. Сабаб дар он аст, ки молекулаи субстрат ("меҳмон") дар дохили сатил ("мизбон") ворид мешавад. (4, 5). Аз ин рӯ, як қисми молекула ба реактивҳо дастнорас аст ва табдилдиҳӣ танҳо дар ҳамон ҷойҳое, ки берун мебароянд, ба амал меояд. Механизми таъсир ба амали бисёр ферментҳо монанд аст, ки онҳо низ қисмҳои молекулаҳоро «ниқоб» мекунанд.

4. Модели молекулаи циклодекстрин, ки дорои молекулаи дигар аст.

5. Боз як назар ба хамин комплекс

Кадом молекулаҳоро дар дохили циклодекстринҳо нигоҳ доштан мумкин аст? Қариб ҳама чизе, ки дар дохили он мувофиқ аст - мувофиқати андозаи меҳмон ва мизбон муҳим аст (ба мисли эфирҳои корона ва ҳосилаҳои онҳо; ба мақолаи моҳи гузашта нигаред) (6). Ин хосияти циклодекстринҳо

6. Циклодекстрин дар занҷири дигар канда шудааст

молекулаҳо, яъне ротаксан (тафсилоти бештар: дар шумора

январ)

онҳоро барои ба таври интихобӣ гирифтани пайвастагиҳо аз муҳити зист муфид мегардонад. Ҳамин тариқ, моддаҳо пас аз реаксия (масалан, дар истеҳсоли доруҳо) тоза карда, аз омехта ҷудо карда мешаванд.

Истифодаи дигар? Иқтибосҳоро аз мақолаи қаблӣ дар давра овардан мумкин аст (моделҳои ферментҳо ва интиқолдиҳандаҳо, на танҳо ионҳо - циклодекстринҳо моддаҳои гуногунро интиқол медиҳанд) ва иқтибосеро, ки дендримерҳоро (интиқоли моддаҳои фаъол дар доруворӣ, косметика ва воситаҳои ҳифзи растаниҳо) тавсиф мекунанд. Манфиатҳои бастабандии циклодекстрин низ ба ҳам монанданд - ҳама чиз дар об ҳал мешавад (баръакси аксари доруҳо, косметика ва пеститсидҳо), ингредиенти фаъол тадриҷан бароварда мешавад ва дарозтар давом мекунад (ки имкон медиҳад, ки вояи хурдтар дода шавад) ва зарфи истифодашуда биологӣ мешавад (микроорганизмҳо зуд таҷзия мешаванд) ). маҳсулоти табиӣ, он инчунин дар бадани инсон мубодила мешавад). Мундариҷаи баста инчунин аз муҳити атроф муҳофизат карда мешавад (дастрасӣ ба молекулаи захирашуда кам мешавад). Воситаҳои муҳофизати растанӣ, ки дар циклодекстринҳо ҷойгир карда шудаанд, шакли барои истифода қулай доранд. Ин хокаи сафедест, ки ба орди картошка монанд аст, ки пеш аз истифода дар об ҳал мешавад. Аз ин рӯ, зарурати истифодаи ҳалкунандаҳои органикии хатарнок ва оташгиранда нест.

Ҳангоми азназаргузаронии рӯйхати истифодаи циклодекстрин, мо метавонем дар он якчанд "маззаҳо" ва "бӯй" -и дигарро пайдо кунем. Дар ҳоле ки аввалин истиораи маъмулан истифодашаванда аст, дуюм метавонад шуморо ба ҳайрат орад. Бо вуҷуди ин, сатилҳои кимиёвӣ барои нест кардани бӯи бад ва нигоҳдорӣ ва озод кардани хушбӯйҳои дилхоҳ хизмат мекунанд. Ҳаво тозакунандаҳо, абсорберҳои бӯй, атр ва коғазҳои хушбӯй танҳо чанд мисоли истифодаи комплексҳои циклодекстрин мебошанд. Як далели ҷолиб он аст, ки пайвастагиҳои хушбӯй, ки дар циклодекстрин баста шудаанд, ба хокаҳои ҷомашӯӣ илова карда мешаванд. Ҳангоми дарзмол кардан ва пӯшидан бӯи он тадриҷан шикаста ва берун мешавад.

Вақти кӯшиш кардан. «Дори талх беҳтарин шифо мебахшад», вале таъми он даҳшатнок аст. Бо вуҷуди ин, агар он дар шакли маҷмӯа бо циклодекстрин таъин карда шавад, ҳеҷ гуна эҳсосоти ногувор (модда аз навдаи таъми ҷудошуда ҷудо карда шудааст) вуҷуд надорад. Талхҳои шарбати грейпфрут низ бо ёрии циклодекстринҳо бартараф карда мешавад. Иқтибосҳои сирпиёз ва дигар ҳанутҳо дар шакли комплексҳо нисбат ба шакли озод хеле устувортаранд. Маззаҳои бастабандишуда таъми қаҳва ва чойро беҳтар мекунанд. Илова бар ин, мушоҳидаи фаъолияти антихолестерини онҳо ба фоидаи циклодекстринҳо сухан меронад. Зарраҳои холестирини "бад" дар дохили сатили кимиёвӣ мепайванданд ва дар ин шакл аз бадан хориҷ мешаванд. Ҳамин тариқ, циклодекстринҳо, маҳсулоти пайдоиши табиӣ низ худи саломатӣ мебошанд.