html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Химики превратили молекулу фуллерена в нано-Сатурн


Y. Yamamoto et al./ Angewandte Chemie, 2018

Японские химики синтезировали молекулярный комплекс из органических молекул со структурой, напоминающей Сатурн. «Планетой» в этом комплексе стала молекула фуллерена, а «кольцом» вокруг нее — плоский ароматический макроцикл, состоящий из 18 бензольных колец. Практического применения у таких комплексов, скорее всего, не будет, однако их можно использовать для изучения межмолекулярных взаимодействий необычных геометрий, пишут ученые в Angewandte Chemie.

У углерода существует довольно много различных модификаций, устойчивых при комнатной температуре, — это и несколько различных кристаллический фаз (например графит, алмаз или лонсдейлит), и другие интересные структуры с двумерной, одномерной или молекулярной структурой: графен, нанотрубки или фуллерен. Подробнее об этих и других возможных формах этого элемента вы можете прочитать в нашем материале «Семь обличий углерода». Одна из наиболее необычных молекулярных модификаций углерода — это фуллерены, объемные молекулы в форме выпуклых многогранников, в состав которых обычно входит несколько десятков или даже сотен атомов. Самый известный фуллерен состава C60 имеет форму футбольного мяча — атомы в этой молекуле расположены по вершинам усеченного икосаэдра.

Известно, что для фуллеренов характерно образование соединений включения: внутрь себя объемная молекула может захватить, например, ион щелочного металла и не выпускать его наружу. В некоторых случаях и молекула фуллерена и сама может оказываться внутри другой органической молекулы еще большого размера. Например, недавно с помощью теоретических расчетов ученые предсказали возможное образование комплексов, по структуре напоминающих Сатурн: в этих комплексах к экваториальной плоскости фуллерена присоединяется плоская ароматическая молекула с антраценовой структурой, похожая на кольца планеты. В новой работе группе японских химиков под руководством Синдзи Тойоты (Shinji Toyota) из Токийского технологического института впервые удалось получить такой молекулярный комплекс экспериментально.

Для этого сначала ученые синтезировали циклические гексамеры 2,7-антриленовых структур, в которых шесть молекул антрацена (связанных по одной грани трех бензольных колец) с дополнительной функциональной группой у каждой соединены между собой одинарными ковалентными связями в единую плоскую дискообразную молекулу с «дыркой» посередине размером примерно в 1 нанометр. Полученное макроциклическое соединение после этого реагировало с молекулой фуллерена C60, диаметр которой всего на несколько десятых нанометра меньше полости внутри диска, с образованием комплекса. Возможность формирования устойчивой комплексной структуры в этом случае возможно благодаря образованию межмолекулярных связей между CH-группами молекулы-диска и системой связанных π-орбиталей фуллерена.

Химическая структура внешнего макроциклического кольца (слева) и полная структура полученного комплекса (справа)

Y. Yamamoto et al./ Angewandte Chemie, 2018

Химическая структура макроциклической молекулы, которая играет роль «кольца» вокруг фуллерена

Y. Yamamoto et al./ Angewandte Chemie, 2018

Химическая структура комплекса, аналогичного синтезированному, но без внешних функциональных групп во внешнем макроциклическом кольце. Данные получены с помощью теории функционала плотности. Справа приведена структура молекулярных орбиталей комплекса

Y. Yamamoto et al./ Angewandte Chemie, 2018

Такой молекулярные «нано-Сатурны» ученым удалось получить как в растворе в толуоле, так и в кристаллической форме. Структура образовавшейся молекулы была подтверждена с помощью спектроскопии ядерно-магнитного резонанса (в растворе) и рентгеновской дифракции (в кристалле). В результате авторам работы удалось определить точные расстояния связей между атомами разных молекул в комплексе (они составили от 0,29 до 0,36 нанометра) и константы реакции образования такого соединения. При этом оказалось, что при образовании комплекса внешний диск становится слегка неплоским, однако эти искажения незначительны. Полученные экспериментальные данные исследователям удалось подтвердить и теоретически, рассчитав с помощью теории функционала плотности структуры аналогичных комплексов.

Как правило, подобные системы становятся хорошими моделями для изучения межмолекулярных взаимодействий в органических комплексах, но практического применения не находит. По словам авторов исследования, и в данном случае полученный комплекс в первую очередь интересен с точки зрения исследования пространственной ориентации орбиталей двух ароматических молекул, которые в точке образования связи находятся практически под прямым углом друг к другу.

В прошлом году другая группа японских химиков синтезировала похожую структуру, в которой молекула фуллерена опоясывается несколькими крупными циклическими структурами, состоящими из связанных между собой бензольных колец. Такие сложные молекулярные комплексы ученые сравнили с планетарной моделью Солнечной системы, в которой орбиты планет наклонены под определенным углом друг к другу.

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • исследования
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции