रासायनिक जिज्ञासाको क्याबिनेट - भाग १

रसायन विज्ञान खण्डको अघिल्लो अंकमा, रासायनिक फ्रिक शोबाट धेरै यौगिकहरू प्रस्तुत गरिएका थिए (श्रृङ्खलाको नामबाट न्याय गर्दै, तपाइँ निश्चित रूपमा विद्यालयमा उनीहरूको बारेमा जान्नुहुन्न)। यी धेरै सम्मानित "व्यक्तिहरू" हुन्, जो तिनीहरूको असामान्य उपस्थितिको बावजुद, नोबेल पुरस्कारबाट सम्मानित गरिएको थियो, र धेरै क्षेत्रमा तिनीहरूको गुणहरू शायद नै बढी अनुमान गर्न सकिन्छ। यस लेखमा, यो रसायन विज्ञानको क्षेत्रबाट अर्को मूल क्यारेक्टरहरूसँग परिचित हुने समय हो, मुकुट ईथर र तिनीहरूका डेरिभेटिभहरू भन्दा कम रोचक छैन।

रासायनिक रूखहरू

पोडान्ड्स, अणुको मध्य भागमा जोडिएका लामो चेनहरू भएका यौगिकहरूले पदार्थको नयाँ वर्गलाई जन्म दिएको छ (गत महिनाको लेखमा "रासायनिक अक्टोपस" बारे थप)। रसायनज्ञहरूले "टेन्टाकल" को संख्या बढाउने निर्णय गरे। यो गर्नको लागि, प्रतिक्रिया गर्न सक्षम परमाणुहरूको समूहमा समाप्त हुने प्रत्येक हतियारमा, अर्को अणु थपियो, सम्बन्धित समूहहरूमा समाप्त हुन्छ (दुई वा बढी; बिन्दु भनेको साइटहरूको संख्या बढाउनु हो जुन अन्य कणहरूसँग मिलाउन सकिन्छ। )। थप अणुहरूले यसको साथ प्रतिक्रिया गरे, त्यसपछि थप, र यस्तै। सम्पूर्ण प्रणाली को आकार मा वृद्धि रेखाचित्र द्वारा चित्रण गरिएको छ:

रसायनशास्त्रीहरूले नयाँ यौगिकहरूलाई रूखहरूको बढ्दो हाँगाहरूसँग जोडेका छन्, त्यसैले डेन्ड्रिमेरिया नाम (ग्रीक डेन्ड्रोन = रूखबाट, मेरोस = भाग)। सुरुमा, यसले सर्तहरू "आर्बोरोल" (यो ल्याटिन हो, जहाँ आर्बरको अर्थ रूख पनि हो) वा "क्यास्केडिङ कणहरू" सँग प्रतिस्पर्धा गर्‍यो। यद्यपि लेखक जेलीफिश वा निष्क्रिय एनिमोनहरूको पेन्चिएको टेन्टकल्स जस्तै देखिन्छन्, खोजकर्ताहरू, अवश्य पनि, नामहरूको अधिकार छ। फ्र्याक्टल संरचनाहरूसँग डेन्ड्रिमरहरूको सम्बन्ध पनि महत्त्वपूर्ण अवलोकन हो।

1. मौलिक डेन्ड्रिमर मध्ये एक को मोडेल

शाखा वृद्धि चरण

डेन्ड्रिमरहरू अनिश्चित रूपमा बढ्न सक्दैनन् (1)। शाखाहरूको संख्या द्रुत रूपमा बढ्छ, र गोलाकार द्रव्यमानको सतहमा नयाँ अणुहरूको संलग्नताको केही देखि दस चरणहरू पछि, खाली ठाउँ समाप्त हुन्छ (पूरा नैनोमिटर आयामहरूमा पुग्छ; एक न्यानोमिटर एक मिटरको अरबौं भाग हो)। अर्कोतर्फ, डेन्ड्रिमरको गुणहरू हेरफेर गर्ने सम्भावनाहरू लगभग असीमित छन्। सतहमा उपस्थित टुक्राहरू हाइड्रोफिलिक ("पानी-मायालु", अर्थात् पानी र ध्रुवीय विलायकहरूको लागि आत्मीयता भएको) वा हाइड्रोफोबिक ("पानीबाट जोगिन" हुन सक्छ, तर गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थहरूसँग सम्पर्कमा आउने सम्भावना हुन्छ, उदाहरणका लागि, धेरैजसो जैविक। विलायक)। विलायक)। त्यसैगरी, अणुको भित्री भाग ध्रुवीय वा गैर-ध्रुवीय प्रकृतिको हुन सक्छ। डेन्ड्रिमरको सतह मुनि, व्यक्तिगत शाखाहरू बीच, त्यहाँ खाली ठाउँहरू छन् जसमा चयन गरिएका पदार्थहरू प्रस्तुत गर्न सकिन्छ (संश्लेषणको चरणमा वा पछि, तिनीहरू सतह समूहहरूमा पनि संलग्न गर्न सकिन्छ)। तसर्थ, रासायनिक रूखहरू बीच, सबैले आफ्नो आवश्यकताको लागि उपयुक्त केहि पाउनुहुनेछ। र तपाईं, पाठक, तपाईंले यस लेखलाई अन्त्यमा पढ्नु अघि, तपाईं के अणुहरू प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ भन्ने बारे सोच्नुहोस्, तिनीहरूको संरचना अनुसार, कुनै पनि वातावरणमा "आरामदायी" हुनेछ, र अन्य पदार्थहरू के समावेश हुन सक्छन्?

निस्सन्देह, चयन गरिएका यौगिकहरू ढुवानी गर्न र तिनीहरूको सामग्रीहरू सुरक्षित गर्न कन्टेनरहरूको रूपमा। (2)। यी dendrimers को मुख्य अनुप्रयोगहरू हुन्। यद्यपि तिनीहरूमध्ये धेरै अझै अनुसन्धान चरणमा छन्, तिनीहरूमध्ये केही पहिले नै व्यवहारमा लागू भइरहेका छन्। शरीरको जलीय वातावरणमा औषधिहरू ढुवानी गर्न डेन्ड्रिमरहरू उत्कृष्ट हुन्छन्। केही औषधिहरूलाई विशेष रूपमा शरीरको तरल पदार्थमा भंग गर्न परिमार्जन गर्न आवश्यक छ - कन्वेयरहरूको प्रयोगले यी परिवर्तनहरूलाई बेवास्ता गर्नेछ (तिनीहरूले औषधिको प्रभावकारितालाई प्रतिकूल असर पार्न सक्छन्)। थप रूपमा, सक्रिय पदार्थ बिस्तारै क्याप्सूल भित्रबाट रिलिज हुन्छ, जसको मतलब खुराक घटाउन सकिन्छ र कम बारम्बार लिन सकिन्छ। डेन्ड्रिमरको सतहमा विभिन्न अणुहरूको संलग्नताले यो तथ्यलाई निम्त्याउँछ कि तिनीहरू केवल व्यक्तिगत अंगहरूको कोशिकाहरूद्वारा चिनिन्छन्। यसले, फलस्वरूप, सम्पूर्ण शरीरलाई अनावश्यक साइड इफेक्टहरूमा पर्दाफास नगरी औषधिलाई यसको गन्तव्यमा सिधै ढुवानी गर्न अनुमति दिन्छ, उदाहरणका लागि, क्यान्सर विरोधी उपचारमा।

2. अर्को अणु भएको डेन्ड्राइमरको मोडेल

(माथि)

कस्मेटिक्सहरू पानी र बोसो दुवैको आधारमा बनाइन्छ। यद्यपि, प्रायः सक्रिय पदार्थ फ्याट-घुलनशील हुन्छ, र कस्मेटिक उत्पादन जलीय समाधानको रूपमा हुन्छ (र यसको विपरित: पानीमा घुलनशील पदार्थ फ्याट आधारसँग मिसाइनुपर्छ)। इमल्सीफायरहरूको थप (स्थिर पानी-फ्याट समाधानको गठनलाई अनुमति दिँदै) सधैं अनुकूल रूपमा काम गर्दैन। तसर्थ, सौन्दर्य प्रसाधन प्रयोगशालाहरूले डेन्ड्रिमरहरूको क्षमतालाई कन्वेयरको रूपमा प्रयोग गर्ने प्रयास गरिरहेका छन् जुन सजिलैसँग आवश्यकताहरूमा अनुकूलित गर्न सकिन्छ। बाली संरक्षण रसायन उद्योगले यस्तै समस्याहरूको सामना गरिरहेको छ। फेरि, यो अक्सर पानी संग गैर-ध्रुवीय कीटनाशक मिश्रण गर्न आवश्यक छ। डेन्ड्रिमरहरूले जडानलाई सहज बनाउँदछ र, थप रूपमा, बिस्तारै भित्रबाट रोगजनकलाई मुक्त गर्दै, विषाक्त पदार्थहरूको मात्रा कम गर्दछ। अर्को अनुप्रयोग धातु चाँदीको न्यानो कणहरूको प्रशोधन हो, जुन सूक्ष्मजीवहरू नष्ट गर्न जानिन्छ। आनुवंशिक अध्ययनहरूमा भ्याक्सिन र डीएनए टुक्राहरूमा एन्टिजेनहरू ढुवानी गर्न डेन्ड्रिमरको प्रयोगमा पनि अनुसन्धान भइरहेको छ। त्यहाँ धेरै सम्भावनाहरू छन्, तपाईंले केवल आफ्नो कल्पना प्रयोग गर्न आवश्यक छ।

बाल्टिन

ग्लुकोज जीवित संसारमा सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा जैविक यौगिक हो। यो वार्षिक 100 बिलियन टन को मात्रा मा उत्पादन भएको अनुमान छ! जीवहरूले प्रकाश संश्लेषणको मुख्य उत्पादनलाई विभिन्न तरिकामा प्रयोग गर्छन्। ग्लुकोज कोशिकाहरूमा ऊर्जाको स्रोत हो, रिजर्भ सामग्री (तरकारी स्टार्च र पशु ग्लाइकोजन) र निर्माण सामग्री (सेलुलोज) को रूपमा कार्य गर्दछ। उन्नाइसौं र बीसौं शताब्दीको मोडमा, ब्याक्टेरियल इन्जाइमहरू (संक्षिप्त KD) को कार्यद्वारा स्टार्चको आंशिक विघटनका उत्पादनहरू पहिचान गरियो। नामले सुझाव दिन्छ, यी चक्रीय वा रिंग यौगिकहरू हुन्:

तिनीहरूमा छ (भ्यारिएन्ट ए-सीडी), सात (बी-सीडी) वा आठ (जी-सीडी) ग्लुकोज अणुहरू हुन्छन्, यद्यपि ठूला रिंगहरू पनि ज्ञात छन्। (3)। तर किन केही ब्याक्टेरियाका मेटाबोलिक उत्पादनहरू यति रोचक छन् कि उनीहरूलाई "युवा प्राविधिक विद्यालय" मा स्थान दिइन्छ?

3. साइक्लोडेक्स्ट्रिनका मोडेलहरू। बायाँ देखि दायाँ: a - KD, b - KD, g - KD।

सबैभन्दा पहिले, साइक्लोडेक्स्ट्रिनहरू पानीमा घुलनशील यौगिकहरू हुन्, जुन अचम्मको रूपमा आउनु हुँदैन - तिनीहरू अपेक्षाकृत सानो हुन्छन् र अत्यधिक घुलनशील ग्लुकोज हुन्छन् (स्टार्चले समाधान बनाउन धेरै ठूला कणहरू बनाउँछ, तर निलम्बन गर्न सकिन्छ)। दोस्रो, धेरै OH समूहहरू र ग्लुकोज अक्सिजन परमाणुहरू अन्य अणुहरू बाँध्न सक्षम छन्। तेस्रो, साइक्लोडेक्स्ट्रिनहरू सस्तो र उपलब्ध स्टार्चबाट (वर्तमानमा प्रति वर्ष हजारौं टनको मात्रामा) एक साधारण बायोटेक्नोलोजिकल प्रक्रियाद्वारा प्राप्त गरिन्छ। चौथो, तिनीहरू पूर्ण रूपमा गैर-विषाक्त पदार्थहरू रहन्छन्। र, अन्तमा, सबैभन्दा मौलिक तिनीहरूको फारम हो (जुन तपाईं, पाठकले यी यौगिकहरू प्रयोग गर्दा सुझाव दिनुपर्छ): एक अथाह बाल्टिन, अर्थात्। साइक्लोडेक्स्ट्रिनहरू अन्य पदार्थहरू बोक्नका लागि उपयुक्त छन् (ठूलो प्वालबाट गुज्रिएको अणु बाहिर खस्दैन)। तल कन्टेनर, र, थप रूपमा, यो अन्तराणविक बलहरू द्वारा बाँधिएको छ)। तिनीहरूको स्वास्थ्यको लागि हानिकारक नभएको कारण, तिनीहरू औषधि र खानामा एक घटकको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

यद्यपि, वर्णनको केही समय पछि पत्ता लागेको साइक्लोडेक्सट्रिन्सको पहिलो प्रयोग उत्प्रेरक गतिविधि थियो। यो संयोगले बाहिरियो कि तिनीहरूको सहभागिताको साथ केही प्रतिक्रियाहरू वातावरणमा यी यौगिकहरूको अनुपस्थितिमा भन्दा पूर्ण रूपमा फरक तरिकामा अगाडि बढ्छन्। कारण यो हो कि सब्सट्रेट अणु ("अतिथि") बाल्टी भित्र पस्छ ("होस्ट") (4, 5)। तसर्थ, अणु को एक भाग अभिकर्मकहरु को लागी दुर्गम छ, र रूपान्तरण ती स्थानहरु मा मात्र हुन सक्छ जो फैलिएको छ। कार्यको संयन्त्र धेरै इन्जाइमहरूको कार्यसँग मिल्दोजुल्दो छ, जसले अणुहरूको भागहरू "मास्क" गर्दछ।

4. अर्को अणु भएको साइक्लोडेक्सट्रिन अणुको मोडेल।

5. एउटै कम्प्लेक्समा अर्को नजर

साइक्लोडेक्स्ट्रिन भित्र कुन अणुहरू भण्डारण गर्न सकिन्छ? भित्र फिट हुने धेरै कुरा - अतिथि र होस्ट साइज मिल्दोजुल्दो महत्त्वपूर्ण छ (कोरोना इथर र तिनीहरूको डेरिभेटिभहरू जस्तै; गत महिनाको लेख हेर्नुहोस्) (6)। cyclodextrins को यो गुण

6. साइक्लोडेक्सट्रिन अर्को चेनमा टाँसिएको छ

अणुहरू, अर्थात् रोटाक्सेन (थप विवरणहरू: मुद्दामा

जनवरी)

वातावरणबाट छनोट गरी यौगिकहरू खिच्नका लागि तिनीहरूलाई उपयोगी बनाउँछ। यसरी, पदार्थहरू शुद्ध हुन्छन् र प्रतिक्रिया पछि मिश्रणबाट अलग हुन्छन् (उदाहरणका लागि, औषधिको निर्माणमा)।

अन्य प्रयोग? यो चक्रमा अघिल्लो लेख (इन्जाइमहरू र ट्रान्सपोर्टरहरूको मोडेल, आयनिक मात्र होइन - साइक्लोडेक्सट्रिन्सले विभिन्न पदार्थहरू ढुवानी गर्दछ) र डेन्ड्रिमरहरू (औषधि, सौन्दर्य प्रसाधन र बिरुवा संरक्षण उत्पादनहरूमा सक्रिय पदार्थहरू ढुवानी गर्ने) वर्णन गर्ने अंशहरू उद्धृत गर्न सम्भव हुनेछ। साइक्लोडेक्स्ट्रिन प्याकेजिङका फाइदाहरू पनि उस्तै छन् - सबै चीजहरू पानीमा घुलनशील हुन्छन् (धेरै औषधि, सौन्दर्य प्रसाधन र कीटनाशकहरूको विपरीत), सक्रिय घटक बिस्तारै रिलीज हुन्छ र लामो समयसम्म रहन्छ (जसले सानो खुराकको लागि अनुमति दिन्छ), र प्रयोग गरिएको कन्टेनर बायोडिग्रेडेबल हुन्छ (सूक्ष्मजीवहरू चाँडै विघटन हुन्छन्। )। प्राकृतिक उत्पादन, यो पनि मानव शरीर मा metabolized छ)। प्याकेजको सामग्रीहरू पनि वातावरणबाट सुरक्षित छन् (भण्डारित अणुमा पहुँच कम)। cyclodextrins मा राखिएको बिरुवा संरक्षण उत्पादनहरु को एक फारम छ कि प्रयोग को लागी सुविधाजनक छ। यो सेतो पाउडर हो, आलुको पीठो जस्तै, जुन प्रयोग गर्नु अघि पानीमा भंग गरिन्छ। तसर्थ, खतरनाक र ज्वलनशील जैविक विलायकहरू प्रयोग गर्न आवश्यक छैन।

साइक्लोडेक्सट्रिनका लागि प्रयोगहरूको सूची मार्फत ब्राउज गर्दा, हामी यसमा धेरै अन्य "स्वादहरू" र "गन्धहरू" फेला पार्न सक्छौं। जबकि पहिले एक सामान्यतया प्रयोग गरिएको रूपक हो, पछिल्लाले तपाईलाई छक्क पार्न सक्छ। यद्यपि, रासायनिक बाल्टिनहरूले खराब गन्ध हटाउन र वांछित सुगन्धहरू भण्डारण र रिलीज गर्न सेवा गर्दछ। एयर फ्रेसनरहरू, गन्ध अवशोषकहरू, अत्तरहरू र सुगन्धित कागजहरू साइक्लोडेक्सट्रिन कम्प्लेक्सहरूको प्रयोगका केही उदाहरणहरू हुन्। एउटा चाखलाग्दो तथ्य यो हो कि साइक्लोडेक्सट्रिन्समा प्याकेज गरिएको सुगन्ध यौगिकहरू धुने पाउडरमा थपिन्छन्। इस्त्री गर्ने र लगाउने क्रममा, सुगन्ध बिस्तारै टुक्रिन्छ र छोडिन्छ।

प्रयास गर्ने समय। "तीतो औषधिले राम्रो निको पार्छ," तर यसको स्वाद भयानक हुन्छ। यद्यपि, यदि यो cyclodextrin संग एक जटिल को रूप मा प्रशासित छ, त्यहाँ कुनै अप्रिय संवेदना हुनेछैन (पदार्थ स्वाद कलियों बाट अलग छ)। अंगूरको जुसको तीतोपन पनि साइक्लोडेक्स्ट्रिनको सहायताले हटाइन्छ। लसुन र अन्य मसाले को अर्क नि: शुल्क फारम भन्दा कम्प्लेक्स को रूप मा धेरै स्थिर छन्। त्यस्तै प्याकेज गरिएको स्वादले कफी र चियाको स्वाद बढाउँछ। थप रूपमा, तिनीहरूको एन्टिकोलेस्ट्रोल गतिविधिको अवलोकनले साइक्लोडेक्सट्रिन्सको पक्षमा बोल्छ। "खराब" कोलेस्ट्रोलका कणहरू रासायनिक बाल्टी भित्र बाँध्छन् र यस रूपमा शरीरबाट उत्सर्जित हुन्छन्। त्यसैले साइक्लोडेक्सट्रिन्स, प्राकृतिक उत्पत्तिका उत्पादनहरू पनि स्वास्थ्य हुन्।