4 년 2019 월 XNUMX 일 게시판

이번 주 특집

1- 브로 모 프로판

S1- 브로 모 프로판 (n- 프로필 브로마이드 또는 nPB)은 화학식 CH3CH2CH2Br을 갖는 유기 브로 민 화합물입니다. [1] 무색의 액체입니다. 물보다 약간 밀도가 높고 물에 약간 용해됩니다. 고온으로 가열하면 독성 연기가 발생할 수 있습니다. [2]


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구리-니트 레 노이드 복합체의 새로 발견 된 구조는 화학 합성에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

비누를 만들려면 탄소-수소 결합에 산소 원자를 삽입하기 만하면됩니다. 레시피는 간단하게 들릴 수 있습니다. 그러나 머리카락에 붙은 껌과 같은 탄소-수소 결합은 분리하기 어렵습니다. 비누 그 이상을위한 토대를 제공하기 때문에 완고한 쌍을 깨는 방법을 찾는 것은 화학 산업이 의약품에서 가정 용품에 이르기까지 모든 것을 생산하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 이제 하버드 대학과 코넬 대학의 연구자들은 그렇게했습니다. 처음으로 그들은 껌이 머리카락에 붙는 것을 느슨하게하는 데 사용되는 땅콩 버터와 같은 반응성 구리-니트 렌 촉매가 화학 반응을 일으키는 데 어떻게 도움이되는지 정확히 발견했습니다. — 강력한 탄소-수소 결합 중 하나를 화학적 합성의 중요한 구성 요소 인 탄소-질소 결합으로 변환 할 수 있습니다. Science에 게재 된 논문에서 Kurtis Carsch, Ph.D. 하버드 대학교 예술과 과학 대학원 학생, Ted Betley, 하버드 화학과 Erving 교수, Kyle Lancaster, 코넬 대학교 화학 부교수, 그리고 그들의 협력 팀은 반응성 구리-니트 렌이 어떻게 반응하는지 설명 할뿐만 아니라 촉매는 마법을 수행 할뿐만 아니라, 완고한 탄소-수소 결합을 끊고 폐기물, 에너지 및 비용이 적은 용매, 세제 및 염료와 같은 제품을 만들기 위해 도구를 병에 넣는 방법도 있습니다. 산업계는 종종 다단계 공정을 통해 이러한 제품 (아민)의 기초를 구축합니다. 첫째, 원료 알칸 물질은 종종 고가의 때로는 유해한 촉매를 사용하여 반응성 분자로 전환됩니다. 그런 다음 변형 된 기질은 화학 그룹을 교환해야하며, 이는 종종 완전히 새로운 촉매 시스템을 필요로합니다. 중간 단계를 피하고 대신 원하는 기능을 시작 재료에 직접 삽입하면 전체 재료, 에너지, 비용 및 잠재적으로 프로세스의 독성까지 줄일 수 있습니다. 그것이 Betley와 그의 팀이 목표로 삼은 것입니다. 화학적 단계를 건너 뛸 수있는 촉매를 찾습니다. 연구자들은 반세기 동안 반응성 구리-니트 렌 촉매의 정확한 구성을 찾고 심지어 구리와 질소가 화학 도구의 핵심 일 수 있다고 추측했지만 쌍 전자의 정확한 형성은 알려지지 않았습니다. “전자는 부동산과 같습니다. 위치가 전부입니다.”라고 Betley는 말했습니다. "분자 내 전자의 배치는 그 반응성과 밀접한 관련이 있습니다."Lancaster는 그의 연구실의 대학원생 인 Ida DiMucci와 함께 구리와 질소에 대한 전자 목록을 설정하는 데 도움을주었습니다. X 선 분광법을 사용하여 광자가 흡수되는 에너지 (전자 부재의 표시)를 찾아 질소에서 두 개의 별개의 구멍을 발견했습니다. "이 두 개의 전자가없는이 질소의 풍미는 수십 년 동안 반응성과 관련이 있었지만 그러한 종에 대한 직접적인 실험적 증거를 제공 한 사람은 아무도 없습니다." 그들은 지금 가지고 있습니다. 일반적으로 구리 원자가 질소에 결합하면 둘 다 전자의 일부를 포기하여 공유 결합을 형성하여 전자를 동등하게 공유합니다. "이 경우에는 두 개의 구멍이있는 질소이기 때문에 두 개의 자유 라디칼이 있고 단지 한 쌍의 구리에 결합되어 있습니다."라고 Betley는 말했습니다. 그 결합은 휘발성 니트 렌이 윙윙 거리거나 방해가되는 모든 물질과 파괴적인 화학을 수행하는 것을 방지합니다. 예를 들어, 누군가가 다리에 상처를 입으면 신체는 이러한 니트 렌 라디칼과 유사한 활성 산소 종을 내 보냅니다. 활성 산소 종은 침입하는 기생충이나 감염원을 공격하지만 DNA도 손상시킬 수 있습니다. 그래서 반응성 니트 렌을 함유하기 위해 제 XNUMX 저자 Carsch는 리간드 형태로 거대한 케이지를 만들었습니다. 구리 니트 렌 쌍을 둘러싼 유기 관목과 같은 리간드는 촉매를 온전하게 유지합니다. 그 관목을 잘라 내고 탄소-수소 결합과 같은 다른 물질을 도입하면 불 같은 니트 렌이 작동하게됩니다. Betley는 촉매를 골격 키라고 부릅니다. 그렇지 않으면 합성에 사용하기에는 너무 강할 수있는 결합을 해제 할 수있는 도구입니다. 그는“이제 우리 주변에있는 가장 불활성 인 물질을 우리가 가지고 놀 수있는 것으로 만들 정도로 반응성이 매우 높은 화학 종을 생성 할 수 있기를 바랍니다.”라고 말했다. "정말, 정말 강력 할 것입니다." 구리 및 아민과 같은 빌딩 블록이 풍부하고 저렴하기 때문에 골격 키는 의약품 또는 가정 용품을 만드는 더 실용적인 방법을 열 수 있습니다. Carsch가 처음 분자를 만들었을 때 "그는 말 그대로 기쁨으로 묶여있었습니다"라고 Betley는 말했습니다. "나는 '좋아, 진정하라'고 했어요."하지만 결과는 더 흥미로워졌습니다. "분자가 안정 될 권리가 없더라도"니트 렌이 예상보다 더 잘 반응하고 결합 구조가 어떤 디자인과도 다르게 보였습니다. 지난 XNUMX 년간의 연구에서 제안되었습니다. "우리가 처음에 제안했다면 사람들이 우리를 비웃었을 것입니다." 베 틀리는 2007 년 자신의 연구실을 시작한 이래로 랭커스터가 "거물 사냥"이라고 부르는이 잡기 힘든 종을 쫓았지만, 그는 자신의 승리보다는 동료들에 대해 더 신경을 썼습니다. "저는 Kurtis와 다른 학생들이 실제로 만들 수 있었던 것에 대해 화를내는 것을 보면서 모든 즐거움을 얻습니다." Carsch는 비평가와 화학 벽을 모두 직면했지만 그럼에도 불구하고 사냥을 계속했습니다. "나는 그가 고집스럽고, 나만큼 고집스러워서 기쁘다"고 Betley는 말했다. 둘 다 지금 깨질 수있는 유대감만큼 완고 할 수 있습니다. Cornell에서 Lancaster와 XNUMX 학년 대학원생 DiMucci가 결과를 확인했을 때 그는 Betley 팀에 "다소 다채로운 이메일을 보냈습니다". 그러나 그는 또한 그의 협력자들에게 감사를 표합니다. DiMucci는 Stanford Synchrotron Radiation Lightsource에서 XNUMX 일 동안 팀과 함께 촉매의 전자 구조를 분석했습니다. Lancaster는“새로운 실험 기능이 없었다면이 문제를 쉽게 식별 할 수있는 신호 대 잡음과 낮은 배경이 없었을 것입니다.”라고 말했습니다. 다음으로, 팀은 위험한 메탄을 메탄올로 변환하는 자연의 방식을 미러링하는 것과 같이 훨씬 더 광범위한 응용 분야로 촉매를 구축하기 위해이 새로운 설계에서 영감을 얻을 수 있습니다. “진짜 성배는 '좋아, 저기의 CH 결합,이 분자의 특정 결합, 나는 그것을 CN 결합 또는 CO 결합으로 바꾸고 싶다'고 말하는 것이다. '라고 Lancaster는 말했다.

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향기로운 분자로 지속 가능한 폴리머 만들기

버밍엄 대학의 과학자들은 침엽수와 과수에있는 향기로운 분자에서 유기 고분자를 만드는 방법을 개발했습니다. 3D 프린팅 응용 프로그램을 위해 개발 된이 기술은 생체 의학 응용 프로그램 또는 프로토 타이핑에 사용하기위한 새로운 세대의 지속 가능한 재료로 이어질 수 있습니다. 테르펜이라고 불리는 분자는 다양한 식물의 에센셜 오일에서 발견되며 종종 향수, 화장품 및 기타 가정 용품에 사용됩니다. 추출 및 처리가 까다롭기 때문에 합성 버전이 종종 대체됩니다. 테르펜은 수지 생산에도 사용할 수 있습니다. 이것은 석유 화학으로 만든 플라스틱을 대체하기 위해 새로운 지속 가능한 폴리머를 조사하는 화학자와 엔지니어들에게 매우 흥미로워집니다. 문제는 흥미로운 재료를 생산하기에 충분히 효율적으로 테르펜을 처리하는 방법을 찾는 것입니다. 버밍엄 대학의 화학 대학 연구원들은 분자를 추출하여 안정적인 수지로 전환하는 기술을 고안했습니다. 티올이라고 불리는 황 기반 유기 화합물과 결합함으로써 수지는 빛에 의해 활성화되어 고체 물질을 형성 할 수 있습니다. 그 결과는 Polymer Chemistry에 발표되었습니다. 이러한 방식으로 테르펜을 처리하면 스테레오 리소그래피라는 3D 프린팅 프로세스에서 특히 유용합니다.이 프로세스에서는 개체가 여러 레이어로 구성되고 UV 광선 아래에서 함께 융합되어 3D 개체를 형성합니다. 수석 저자 인 Andrew Dove 교수는 다음과 같이 설명합니다.“석유 화학에 의존하지 않는 폴리머 제품을 만드는 지속 가능한 방법을 찾아야합니다. 테르펜은이 검색에서 실질적인 잠재력을 가지고있는 것으로 인식되었으며 우리의 작업은 이러한 천연 제품을 활용할 수있는 유망한 단계입니다.” 서로 다른 테르펜은 서로 다른 재료 특성을 생성하며 팀의 다음 단계는 이러한 특성을보다 완벽하게 조사하여 더 잘 제어하는 ​​것입니다. 향이 테르펜의 물성에 중요한 것은 아니지만 연구원들은 향이 일부 제품에서도 활용 될 수 있는지 알아보고 있습니다.

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