поиск |
Новости химической науки > Протонная «смазка» ускоряет вращение молекулярного ротора18.2.2012 ![]() ![]() Химики из США синтезировали молекулярный мотор, скорость вращения которого может быть увеличена в 10 миллионов раз, если его «смазать» с помощью протонов. Результаты работы предлагают новый и элегантный метод для контроля движения молекулярных машин.
Молекулярный ротор, созданный исследователями из группы Кена Шимузу (Ken Shimizu) из Университета Южной Каролины, состоит из хинолонового и сукцинимидного циклов, связанных одинарной связью, позволяющей циклам вращаться относительно друг друга.
»Протонная смазка» ускоряет вращение двух циклов относительно одинарной связи. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2012, DOI: 10.1021/ja2120184)
Шимузу отмечает, что в растворе с нейтральной реакцией такое вращение протекает очень и очень медленно – причина низкой скорости такого вращения заключается в том, что при сближении плоскостей циклов они начинают отталкивать друг друга. Если говорить точнее, кислород карбонильной группы, связанной с имидным циклом, отталкивается от азота хинолонового фрагмента.
Однако, подкисление раствора приводит к тому, что скорость вращения увеличивается в 10 миллионов раз по сравнению со скоростью вращения в нейтральном растворе. Комбинация молекулярного моделирования и исследования системы с помощью ЯМР позволяет определить механизм такого ускорения, который можно описать следующим образом – происходит протонирование хинолонового атома азота, и, при вращении, кислород карбонильной группы взаимодействует с водородом, связанным с атомом азота, что понижает взаимное отталкивание циклов за счет того, между имидной карбонильной группой и протонировавшим хинолоновый азот водородом образуется водородная связь.
Поскольку увеличение концентрации протонов ускоряет скорость вращения молекулярной машины, исследователи назвали этот эффект «протонной смазкой» («proton grease»). Если кислый раствор нейтрализовать, эффект «протонной смазки» пропадает, и скорость вращения молекулярного устройства уменьшается.
По словам Шимузу, исследователи давно пытались разработать простые методы управления молекулярными машинами – к настоящему времени описано большое количество молекулярных машин, но, как правило, исследователям проще найти способы замедления их работы, нежели ускорения.
Чарльз Сайкс, специалист по молекулярным машинам из Университета Тафтса, отмечает, что результат, достигнутый в группе Шимузу нельзя назвать результатом, полученном с помощью простой интуиции – для объяснения эффекта исследователям пришлось применить различные теоретические и экспериментальные методы. Он полагает, что для разработки новых поколений молекулярных устройств и сенсоров весьма важна разработка методов контроля динамического поведения молекулярных систем, по эффективности и простоте подобных методу, разработанному исследователями из Южной Каролины.
Источник: J. Am. Chem. Soc., 2012, DOI: 10.1021/ja2120184 метки статьи: #молекулярная электроника, #молекулярные устройства, #нанотехнологии, #органическая химия Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Протонная «смазка» ускоряет вращение молекулярного ротора" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
20.12.2024 Главное, ребята, печенью не стареть! 23.10.2024 Насколько критично содержание кадмия в колумбийском какао? 11.8.2024 Лекарства на малых молекулах: только вверх! 7.8.2024 Имплантируемые батареи заряжаются от кислорода прямо в организме??? 7.8.2024 Почему некоторые исследователи считают, что кальций - это будущее аккумуляторов 23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. Подписка на новости
Новости компаний
23.12.24
|
НПП СпецТек, ООО
Все новости
В системе стандартов ISO 55000 прошло масштабное обновление в 2024 году 07.08.24 | Самарская область Самарская область ведет переговоры о производстве композитного углеволокна 08.06.24 | «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной Подписка на новости
|