Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Ahli kimia mencipta 'alat' untuk menyusun molekul hidup

Anonim

Mintalah ahli kimia organik apa makna hidup, dan dia mungkin akan memberitahu anda bahawa ia adalah ikatan karbon-karbon.

iklan


Hanya kira-kira setiap molekul biologi - protein dan gula yang membentuk sel-sel kita, yang membentuk kita - dibina di atas rangkaian yang luas dari ikatan kimia ini yang mana-mana.

Dan hampir setiap biomolekul berasaskan karbon yang besar mengandungi sebatian nitrogen, atau amina.

Namun, untuk mencapai ikatan karbon-nitrogen ini, makmal adalah perniagaan rumit. Syarikat dadah tahu dengan baik; apabila mensintesis bahan kimia baru untuk ujian dadah, mereka harus terlebih dahulu membuat bon karbon-karbon, dan kemudian memperkenalkan nitrogen untuk membuat molekul yang akan melakukan sesuatu yang berguna. Ia adalah proses pelbagai langkah, mahal dan kompleks.

Ahli kimia Colorado State University telah menjelaskan bagaimana untuk melakukannya dalam satu langkah.

Mereka telah membangunkan satu proses yang, dalam dunia kimia pemangkin, mencapai sesuatu yang luar biasa: Satu tindak balas kimia yang pasangannya dua bahan kimia konstituen menjadi ikatan karbon-karbon, dan pada masa yang sama memperkenalkan komponen nitrogen. Mereka dapat mengawal tindak balas untuk membuat atom nitrogen pergi tepat di mana mereka mahu, untuk membuat kimia ketepatan yang boleh merevolusikan pembuatan farmaseutikal dan bahan.

Pencapaian yang belum pernah terjadi sebelum ini terperinci dalam jurnal Nature, yang diterbitkan pada 21 Oktober. Kerja ini diketuai oleh ahli kimia organik Tomislav Rovis, profesor kimia di College of Natural Sciences di CSU, dan penyelidik pasca doktoral Tiffany Piou, yang merancang semua blok bangunan kimia dan berlari eksperimen.

Bahan permulaan mereka adalah produk sampingan minyak yang dipanggil olefin, atau alkena. Mereka bercampur dengan reagen yang direka bentuk secara khusus, kemudian menggunakan kompleks berdasarkan rhodium logam berharga untuk dipercayai dan secara khusus mencetuskan ikatan karbon-nitrogen yang sukar difahami.

Tetapi inovasi alat carboamination baru ini tidak berhenti di situ. Kimia berlaku dalam tiga dimensi, dan molekul sering dipasang dalam bentuk yang berbeza, atau isomer. Sesetengah isomer ini adalah imej cermin, seperti sarung tangan kanan dan kiri, dan walaupun mereka secara kimia sama, fungsi mereka sangat berbeza. Mampu memilih satu isomer adalah penting untuk keselamatan dan keberkesanan - sehingga FDA memberi mandat bahawa hanya satu-isomer drug dipasarkan untuk kegunaan manusia.

Ambil thalidomide, terkenal kerana menyebabkan kecacatan kelahiran yang teruk apabila diambil oleh wanita hamil pada tahun 1950-an. Secara kimia, thalidomide datang dalam dua bentuk isomerik imej cermin. Salah satu yang menyebabkan kecacatan, salah satunya tidak.

"Atas sebab ini, paparan ruang kumpulan dalam molekul sangat penting, " kata Rovis. "Penemuan Tiffany memberikan kita satu kaki untuk melakukan ini dalam tindak balas karbaminasi, dengan membuat ikatan karbon karbon, dan menyampaikan nitrogen secara selektif."

Para penyelidik berharap pendekatan mereka, yang disamakan dengan alat dalam kotak peralatan, boleh digilap, disempurnakan dan digunakan secara meluas untuk menjadikan kimia organik lebih mudah, dan diterapkan ke banyak bidang yang berbeza.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Colorado State University . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Tiffany Piou, Tomislav Rovis. Rhodium-catalysed syn-carboamination of alkenyes melalui kumpulan pengarah sementara . Alam, 2015; DOI: 10.1038 / nature15691